Сооружения для забора подземных вод

Выбор типа сооружений и схемы их размещения зависит от

• глубины залегания водоносного пласта,

• его мощности и водообильности,

• условий залегания,

• геологических и гидрологических условий.

Сооружения, применяемые для захвата подземных вод, подразделяются на следующие группы:

• скважины,

• шахтные колодцы,

• горизонтальные водозаборы,

• лучевые водозаборы,

• каптаж источников.

Скважины (рис. 2.7), устраиваемые путем бурения, предназначены для приема как напорных, так и безнапорных подземных вод, залегающих на глубине более 30 м. Это наиболее распространенный тип водозаборных сооружений подземных вод.

В рыхлых грунтах стенки скважин крепят обсадными трубами.

Для предохранения скважины от попадания в нее частиц грунта из водоносного пласта ее, как правило, оборудуют фильтром.

При самоизливающихся скважинах вода отводится самотеком в сборный резервуар, а затем перекачивается либо на очистные сооружения, либо потребителям. При глубоком залегании динамического уровня скважины оборудуют артезианскими насосами или эрлифтами. В зависимости от грунтовых условий над водозаборной скважиной устраивают павильон или камеру из кирпича, бетона или железобетона.

Рис. 2.7. Схема скважины: 1 – оголовок; 2 – лаз; 3 – обсадная колонна защитная; 4 – то же, эксплуатационная; 5 – водоподъемная труба; 6 – насос; 7 – всасывающие отверстия; 8 – погружной электродвигатель; 9 – часть фильтра надфильтровая; 10 – то же, отстойная; 11 – водоупоры; 12 – напорный водоносный слой; 13 – рабочая поверхность фильтра; 14 – сальник; 15 – указатель уровня воды; 16 – динамический уровень воды; 17 – депрессионная кривая; 18 – статический уровень воды; 19 – напорный водовод; 20 – патрубок для отбора воды; 21 – манометр; 22 – электрощит

Шахтные колодцы (рис. 2.8) применяют для забора воды из маломощных водоносных пластов, залегающих на глубине до 30 м от поверхности земли.

Их выполняют из кирпича, бетона, железобетона, дерева, камня.

Вода поступает в колодец через боковые отверстия, устраиваемые в стенках, и дно, засыпанное крупнозернистым материалом.

Забор воды из шахтного колодца осуществляется с помощью сифонов или насосов.

Для защиты колодца от попадания загрязнений и поверхностных стоков вокруг него устраивают отсыпку с мощением камнем, а также глиняный замок. Стенки колодца поднимают на 0,8 м над поверхностью земли. Сверху колодец закрывается крышкой.

При необходимости получения значительных количеств воды устраивают несколько колодцев, расположенных в ряд перпендикулярно подземному потоку воды. Вода из каждого колодца поступает по трубопроводам в сборный колодец, откуда перекачивается в водонапорную башню или на очистные сооружения.

Рис. 2.8. Шахтный колодец: 1 – ствол шахты; 2 – глиняный замок; 3 – отмостка; 4 – фильтр

Горизонтальные водозаборы (рис. 2.9, 2.10) устраивают в пределах водоносного пласта на глубине 6–8 м при незначительной его мощности. Водозабор располагают перпендикулярно направлению движения грунтового потока с уклоном в сторону сборного колодца, откуда вода забирается насосами.

Рис. 2.9. Горизонтальный водозабор:

1 – водосборная штольня; 2 – водосборная галерея; 3 – сборный канал, водоем;

4 – вертикальные колодцы; 5 – водоносный пласт

Для этих водозаборных сооружений используют перфорированные бетонные трубы круглого и овоидального сечения.

Вокруг труб устраивают гравийно-песчаную обсыпку, которая предотвращает попадание в воду частиц грунта. При значительной длине водозаборов через каждые 50 м устраивают смотровые колодцы, предназначенные для осмотра, очистки, вентиляции трубопроводов и взятия проб воды.

Очертание водозаборов в плане может быть как прямолинейным, так и криволинейным, в зависимости от расположения водоносных пластов и направления движения подземных вод.

Рис. 2.10. Горизонтальный траншейный водозабор:

1 – обратная засыпка траншеи местным грунтом; 2 – глина; 3 – крупные пески;

4 – гравий; 5 – рваный камень; 6 – дренажная труба

Для забора больших количеств воды трубы следует укладывать на подстилающем водоупоре.

Лучевые водозаборы (рис. 2.11) применяют для забора подрусловых и подземных вод, не имеющих питания из открытых водоемов. Водозаборы этого типа предусматривают при залегании водоносных пластов на глубине не более 15–20 м.

Рис. 2.11. Лучевой водозабор: 1 – водосборный колодец (шахта); 2– погружной насос; 3 – напорная труба; 4 – перфорированные стальные трубы; 5 – глухая часть лучевых дрен

Лучевой водозабор представляет собой разновидность шахтного колодца, оборудованного водоприемными фильтрами с дренами. Дрены располагаются в водоносном слое радиально по отношению к колодцу. Их выполняют из перфорированных стальных труб, прокладываемых способом продавливания из сборного колодца. Лучевые водозаборы позволяют максимально использовать водоносные слои.

Для использования родниковой (ключевой) воды, отличающейся высокими показателями качества, применяют каптажные сооружения (рис. 2.12) которые, представляют собой камеры типа шахтных колодцев, устраиваемые в месте выхода воды. Забор нисходящих потоков родниковой воды осуществляется через боковые стенки колодцев, в которых устраивают приемные отверстия. Эти отверстия с наружной стороны оборудованы фильтром из камней, гравия и песка, что препятствует попаданию в камеру наносов. Из колодцев вода по трубам отводится в запасной резервуар.

Рис. 2.12. Каптажный водозабор: 1 – водоприемная камера; 2 – люк смотровой камеры; 3 – вентиляционная труба; 4 – глиняный замок; 5 – обратный фильтр; 6 – водоприемное отверстие; 7 – водоносный пласт; 8 – водоупор; 9 – сливная труба; 10 – расходная труба; 11 – перелив