12. Шахтные колодцы

Шахтные колодцы применяют для забора воды из первых от поверхности водоносных ластов, залегающих на небольших глубинах. При мощности водоносного пласта до трех метров колодцы устраивают совершенного типа со вскрытием пласта на всю его толщину. При большей мощности пласта колодцы устраивают как совершенные, так и несовершенные.

В нашей республике используется около 400 тысяч шахтных колодцев. От их конструкции, правильности использования во многом зависит количество и качество получаемой воды.

Шахтный колодец состоит из следующих основных конструктивных элементов: оголовка, ствола, водоприемной части и водосборной части. На дно несовершенного колодца укладывают обратный фильтр из нескольких слоев песка. Нижний слой толщиной 150 мм из песка с частицами диаметром 0.5 …1.0 мм, следующий слой из гравия с частицами диаметром 5…10 мм толщиной 150 мм и верхний – из щебня диаметром 20..40 мм толщиной 150 мм. Фильтр предназначен для предотвращения выноса частиц породы водоносного пласта.

В совершенном колодце водоприемные отверстия устраивают в боковых стенках, в которые помещают фильтры.

В настоящее время шахтные колодцы устраивают из железобетонных колец диаметром более одного метра. При устройстве шахтных колодцев из дерева надводную часть выполняют из ели или сосны, а водоприемную – из лиственницы, ольхи, вяза, дуба. Над поверхностью земли делают оголовок высотой 0,7…0,8 м. Вокруг колодца должен выполняться глиняный замок глубиной 2 и шириной 1 метр. На поверхности следует устраивать отмостку из бетона или асфальта по слою песка шириной 1,5…2,0 метра с уклоном 0,10 от колодца. Оголовок должен перекрываться крышкой и над ним должен быть навес или будка. Для забора воды устраивают ворот, на котором подвешивают на тросе или цепи постоянно, принимающих воду через дно, определяют по формуле В.Д.Бабушкина

где Т – расстояние от дна колодца до водоупора;

S – понижение уровня воды в колодце от статического уровня;

Н₀ – расстояние от статического уровня до водоупора;

r - радиус колодца;

R – радиус влияния колодца.

Формула справедлива при Т большем, чем диаметр колодца. Если Н₀ больше 10 метров, а , то второе слагаемое в формуле Бабушкина стремится к нулю и она принимает формулы Форхгеймера для определения дебита шахтных колодцев:

Q=2DkS

Если же вода поступает в несовершенный колодец через боковые стенки и дно, то ее дебит определяют по формуле:

В шахтных колодцах роль водосборника играет отстойник в его нижней части, который называют зумпф. Его объем устанавливают из условия необходимого запаса воды в колодце.

На основе нескольких одновременно работающих колодцев может быть организована централизованная система водоснабжения. Способ сбора и отведения воды из них зависит от глубины расположения воды в них. Сборные водоводы могут быть сифонными, напорными и безнапорными. При неглубоком уровне воды колодцы могут быть соединены сифонными трубопроводами. Максимальная высота всасывания не должна превосходить 7 метров. Сифонные линии отводят воду в сборный колодец, откуда она откачивается насосами.

При расположении динамического уровня ниже 10 метров от поверхности колодцы оснащаются отдельными насосами и сифонная лини становится напорной. Безнапорные сборные водоводы применяются при самоизливе воды из колодцев или скважин.

Располагают шахтные колодцы в линию перпендикулярно направлению потока грунтовых вод.