Види споруд для забирання підземних вод

Вибір типу споруд для забирання підземних вод залежить переважно від глибини їх залягання і потужності водоносного шару. Забирання підземних вод здійснюється через:

1) трубчасті колодязі (свердловини) для забирання безнапірних і напірних вод, що залягають на глибині понад 10 м;

2)шахтні колодязі для забирання вод, що залягають на глибині від 10 до 30 м;

3) горизонтальні водозбірники для збирання ґрунтових вод, які залягають до 8 м глибини;

4) споруди для каптажу джерел.

Трубчасті колодязі роблять, пробурюючи в землі вертикальні свердловини. У більшості порід стінки свердловини доводиться зміцнювати стальними обсадними трубами, що утворюють трубчастий колодязь. У межах водоносного шару для приймання води з ґрунту колодязь будують з перфорованих труб, які часто мають спеціальні фільтри. Водопостачання значних масштабів йде через кілька трубчастих колодязів, з'єднуваних у спільну систему водозабірних споруд.

У свердловині розрізняють водоприймальну частину — (фільтр), ствол (глуха частина свердловини, якою підіймається подавана вода) і устя (вихідна частина свердловини, належно обладнана в колодязі або спеціальному павільйоні).

Якщо водоносний шар складається із стійких скельних або напівскельних порід (вапняки, щільні піщаники, вивержені породи), то фільтр не роблять і вода надходить безпосередньо у свердловину. Якщо водоносні породи залягають на значній глибині, то використовують кілька послідовно з'єднаних обсадних труб, діаметр яких поступово зменшується (мал. 8.2). У твердих скельних породах закріплювати стінки обсадними трубами необов'язково. Якщо водоносних горизонтів кілька, робочі частини фільтра встановлюють у кожному з них. Фільтри трубчастих колодязів виконують із кольорових металів, пластмас, азбестоцементу і гравію. За конструкцією вони поділяються на дротові, сітчасті, каркасно-стержньові, щілинні і гравійні.

Шахтні колодязі мають вигляд вертикальної виробки і складаються з надземної частини (оголовок) ствола (шахта), водоприймальної частини, водозабірної частини (зумпф). Оголовок перекривається кришкою, над ним будують навіс або будку. Водоприймальна частина влаштовується в дні, в стінках або в дні і стінках.

Для приймання води через дно на нього кладуть гравійний фільтр або плиту з пористого бетону. Якщо ж приймають воду через стінки, то в них мають бути зроблені вікна з пористого бетону або заповнені гравійним фільтром.

Зумпфи робляться в тому випадку, коли в колодязі треба мати деякий запас води. Стіни колодязя роблять в основному із збірних залізобетонних елементів (мал.8.3), але вони можуть бути з кам'яної або цегляної кладки і навіть дерев'яні. Окремі шахтні колодязі обладнують насосами або з'єднують із сифонним трубопроводом і спільним збірним колодязем (резервуаром), звідки воду насосами подають споживачам.

Різновидом шахтних колодязів є променеві водозабірники, що являють собою шахту, з нижньої частини якої у водоносні шари кількома радіально розташованими променями вдавлені горизонтальні фільтрові труби (мал.8.4), завдяки чому зона забирання води збільшується й істотно зростає продуктивність.

Горизонтальні водозбірники застосовують, коли потрібно використати пласти відносно невеликої потужності, які неглибоко залягають. Горизонтальні водозбірники поділяються на траншейні (дренажі), із засипкою каменем або щебінкою, трубчасті і водозабірні галереї (біля гірських схилів). Для трубчастих водозабірників застосовують керамічні, азбестоцементні, бетонні і залізобетонні труби круглого й овального перерізу з гравійно-піщаною засипкою (мал. 8.5).

а) б) в)

Мал.8.2. Схема влаштування трубчастого колодязя:

а, б — при забиранні води у тріщинуватих породах; в — те саме в пісках

1 —цементний розчин міжтрубного простору; 2 — глина; 3 — тверді тріщинуваті

породи; 4 - перфоровані труби; 5—вапняк; 6 — водоносний пісок; 7—фільтр;

8 — пробка; 9 —башмак.

Каптаж джерела — це конструктивне оформлення його виходу для використання джерела на водопостачання. Вихід напірної артезіанської води називається висхідним, а безнапірної — спадним джерелом. Для каптажу висхідних джерел споруджують шахтні колодязі, в яких замість днища влаштовують гравійні фільтри. Бічні виходи джерел називаються дериватами. Висхідні джерела виходять на поверхню найчастіше на більш-менш рівних ділянках території, через що їх називають іноді рівнинними. Спадні джерела зазвичай виходять на поверхню на схилах лощин і ярів, особливо в їх верхній частині.

При спадних джерелах зазвичай в бетонній шахті роблять отвір у стінці з боку виходу джерела (мал.8.6). Вода нагромаджується в резервуарі шахти. При влаштуванні каптажу водночас передбачають захист від забруднення: влаштовують нагірні канави, спеціальні дренажі і т. ін. Каптажі роблять із залізобетону, бетону, цегли і місцевого каменю.

Рис.8.3. Шахтний колодязь із залізобетонних кілець (ліворуч)

1—кришка; 2 — вентиляційна труба; 3 — вимощення; 4 — глиняний замок; 5 — залізобетонний елемент; 6 — металеве кільце; 7 — просмолене пасмо; 8 — цементний розчин; 9 — галька; 10 — гравій; 11 — пісок.

Рис. 8.4. Променевий водозабор (праворуч)

1 — вертикальний відцентровий насос; 2 — дірчаста труба; 3 — наконечник; 4 — водотривкі пласти; 5 — водоносний пласт.

Мал. 8.5. Конструкції горизонтальних водозбірників із збірних залізобетонних елементів

1 — чавунний люк; 2 — оглядовий колодязь; З — вентиляційна труба; 4 — водозбірний колодязь; 5 —галька; 6 — бетон; 7 - водозбірний трубопровід; 8 — щебенева підготовка; 9 —контур котловану; 10 — залізобетонні кільця; 11—водотривкий пласт.