Виды сооружений для забора подземных вод

Выбор типа сооружений для забора подземных вод зависит преимущественно от глубины их залегания и мощности водоносного пласта. Забор подземных вод осуществляется через:

1) трубчатые колодцы (буровые скважины) (8.2) (для забора безнапорных и

напорных вод, которые залегают на глубине свыше 10 м);

8.2. Трубчатые колодцы Трубчатые колодцы (буровые скважины) — это сооружения для забора безнапорных и напорных вод, которые залегают на глубине свыше 10 г.

2) шахтные колодцы(8.3) (для забора вод, которые залегают на глубине от 10 до 30 м);

8.3. Шахтные колодцы Шахтные колодцы — это сооружения с вертикальным стволом (шахтой) для забора безнапорных и напорных вод, которые залегают на глубине от 10 до 30 г.

3) горизонтальные водосборники (8.4) (для сбора грунтовых вод, которые залегают до 8 м глубины узкими пластами);

8.4. Горизонтальные водосборники Горизонтальные водосборники — это сооружения для сбора грунтовых вод, которые залегают на глубине до 8 м узкими пластами.

4) сооружения для каптажа источников (8.5).

8.5. Каптаж источников Каптаж источников — это конструктивное оформление его выхода для использования источника для водоснабжения.

Трубчатые колодцы делают, буря в земле вертикальные буровые скважины. В большинстве пород стенки буровой скважины приходится укреплять стальными обсадными трубами, которые образовывают трубчатый колодец. В пределах водоносного пласта для приема воды из грунта колодец строят из перфорированных труб, которые часто имеют специальные фильтры. Водоснабжение значительных масштабов идет через несколько трубчатых колодцев, соединенных в общую систему водозаборных сооружений.

В буровой скважине различают водоприемную часть - (фильтр), ствол (глухая часть буровой скважины, которой поднимается подаваемая вода) и устье (исходная часть буровой скважины, надлежащих образом оборудованная в колодце или специальном павильоне).

Если водоносный пласт состоит из стойких скальных или полускальных пород (известняки, плотные песчаники, изверженные породы), то фильтр не делают и вода поступает непосредственно в буровую скважину. Если водоносные породи залегают на значительной глубине, то используют несколько последовательно соединенных обсадных труб, диаметр которых постепенно уменьшается (рис. 8.2). В твердых скальных породах закреплять стенки обсадными трубами необязательно. Если водоносных горизонтов несколько, рабочие части фильтра устанавливают в каждом из них. Фильтры трубчатых колодцев выполняют из цветных металлов, пластмасс, асбестоцемента и гравия. По конструкции они делятся на проволочные, сетчатые, каркасно-стержневые, щелевые и гравийные.

Шахтные колодцы имеют вид вертикальнойв ыработки и состоят из надземной части (оголовок) ствола (шахта), водоприемной части, водозаборной части (зумпф (8.6.)).

8.6. Зумпф Зумпф — конструктивное оформление водоприемной части подземного источника водоснабжения с возможностью создания некоторого запаса воды.

Оголовок перекрывается крышкой, над ним строят навес или будку.

Водоприемная часть устраивается в дне, в стенках или в дне и стенках.

а) б) в)

Рис.8.2. Схема устройства трубчатого колодца:

а, б - при заборе воды в трещиноватых породах; в – то же в песках

1 -цементный раствор межтрубного пространства; 2 - глины; 3 - твердые трещиноватые

породы; 4 - перфорированные трубы; 5 -известняк; 6 - водоносный песок; 7 -фильтр;

8 - пробка; 9 -башмак.

Для приема воды через дно на него кладут гравийный фильтр или плиту из пористого бетона. Если же принимают воду через стенки, то в них должны быть сделаны окна из пористого бетона или заполненные гравийным фильтром.

Зумпфы делаются в том случае, когда в колодце необходимо иметь некоторый запас воды. Стены колодца делают в основном из сборных железобетонных элементов (рис.8.3), но они могут быть из каменной или кирпичной кладки и даже деревянные. Отдельные шахтные колодцы оборудуют насосами или соединяют с сифонным трубопроводом и общим сборным колодцем (резервуаром), откуда воду насосами подают потребителям.

Разновидностью шахтных колодцев являются лучевые водозаборы, которые представляют собой шахту, из нижней части которой в водоносные пласты несколькими радиально расположенными лучами вдавлены горизонтальные фильтровые трубы (рис.8.4), благодаря чему зона забора воды увеличивается и существенным образом возрастает производительность.

Рис.8.3. Шахтный колодец из железобетонных колец:

1 -крышка; 2 - вентиляционная труба; 3 - отмостка; 4 - глиняный замок; 5 - железобетонный элемент; 6 - металлическое кольцо; 7 - просмоленная прядь; 8 - цементный раствор; 9 - галька; 10 - гравий; 11 - песок.

Рис. 8.4. Шахтный колодец с радиальными дырчатыми трубами: 1 - вертикальный центробежный насос; 2 - дырчатая труба; 3 - наконечник; 4 - водоупорные пласты; 5 - водоносный пласт.

Горизонтальные водосборники применяют, когда необходимо использовать пласты относительно небольшой мощности, которые неглубоко залегают. Горизонтальные водосборники делятся на траншейные (дренаж), с засыпкой камнем или щебенкой, трубчатые и водозаборные галереи (возле горных склонов). Для трубчатых водозаборов применяют керамические, асбестоцементные, бетонные и железобетонные трубы круглого и овального сечения с гравийно-песчаною засыпкой (рис. 8.5).

Каптаж источников. Каптаж источника - это конструктивное оформление его выхода для использования источника водоснабжения. Выход напорной артезианской воды называется восходящим, а безнапорной - нисходящем источником. Для каптажа восходящих источников сооружают шахтные колодцы, в которых вместо днища устраивают гравийные фильтры. Боковые выходы источников называются дериватами. Восходящие источники выходят на поверхность чаще всего на более или менее ровных участках территории, из-за чего их называют иногда равнинными. Нисходящие источники обычно выходят на поверхность на склонах лощин и яров, особенно в их верхней части.

Рис. 8.5. Конструкции горизонтальных водосборников из сборных железобетонных элементов:

1- чугунный люк; 2 - обзорный колодец; С - вентиляционная труба; 4 - водосборный колодец; 5 -галька; 6 - бетон; 7 - водосборный трубопровод; 8 - щебеночная подготовка; 9 -контур котлована; 10 - железобетонные кольца; 11 -водоупорный пласт.

Рис.8.6. Железобетонная каптажная камера для нисходящего источника: 1 - канава; 2 - водоносный пласт; 3 - водоупорный пласт; 4 - обратный фильтр; 5 - заборная труба; 6 - переливная труба.

При нисходящих источниках обычно в бетонной шахте делают отверстие в стенке со стороны выхода источника (рис.8.6). Вода накапливается в резервуаре шахты. При устройстве каптажа вместе с тем предусматривают защиту от загрязнения: устраивают канавы, специальные дренажи и т.п. Каптажи делают из железобетона, бетона, кирпича и местного камня.