2.2.2 Шахтные колодцы

Шахтные колодцы по сравнению со скважинами имеют большее поперечное сечение. Применение их (обычно для безнапорных водоносных горизонтов) ограничено глубиной залегания водоносных горизонтов (не больше 20-30 м). Чаще их используют для индивидуального водоснабжения; для централизованного водоснабжения используются редко, так как более экономичными являются скважины. Водоприемной частью колодца является дно колодца или его стенки. При приеме воды через дно последнее оборудуется обратным фильтром. Соотношение средних диаметров частиц в гравийном фильтре и породе рекомендуется принимать 1:5 [16]. Предусматривается возвышение колодца над землей на высоту не менее 0.8 м, оборудование его крышкой и навесом. Вокруг колодца устраивают глиняный замок, поверхность земли вокруг колодца желательно заасфальтировать с уклоном от колодца.

Шахтные колодцы в зависимости от материала, используемого для крепления стенок, бывают деревянными, из каменной или кирпичной кладки, бетонными и железобетонными.

Деревянные срубовые колодцы крепят гладкоствольным деревом, заготавливаемым за 5-6 месяцев до кладки. Наиболее распространенная форма сечения колодцев с деревянным срубом 1х1 или 1.5х1.5 м. Подводную часть сруба рекомендуется делать из неподдающегося гниению дерева (дуб, ольха, вяз).

Колодцы из каменной или кирпичной кладки - наиболее долговечные сооружения. Кладка их ведется на цементе; внутренние стенки штукатурят. Сечение колодцев бывает круглой формы с диаметром в свету 0.75 – 1.5 м и более. Толщина стенок в каменных колодцах 25 – 80 см. Кирпичные стенки колодца делают не меньше чем в один кирпич.

Бетонные и железобетонные колодцы наиболее соответствуют санитарным нормам, сооружают их из готовых железобетонных или бетонных колец диаметром 1 м, толщиной стенки 8 см и высотой кольца 1.05 м. Стенки между кольцами заделываются цементным раствором. Водоприемной частью могут служить кольца из пористого бетона, а также дно колодца, обустроенное обратным фильтром. Железобетонные колодцы обычно строят опускным способом с помощью специальных агрегатов КШК-25 и КШК-30, которые позволяют одновременно с проходкой осуществлять крепление стенок железобетонными кольцами. Диаметр бурения колодцев агрегатами 1230 мм, максимальная глубина бурения 25 и 30 м.

Дебит шахтных колодцев обычно определяется для условий стационарного режима; при этом учитывается схема поступления воды в колодец (через дно, через стенки или одновременно через дно и стенки), гидравлическое состояние водоносного горизонта (напорное или безнапорное). Расход колодца на безнапорные воды можно рассчитать по формуле С.К. Абрамова, В.Д. Бабушкина [16]:

, (11)

где – дебит колодца, и – коэффициент фильтрации и мощность водоносного горизонта, - понижение уровня воды в колодце, – радиус колодца, – радиус депрессионной воронки и – расстояние от дна колодца до водоупора.

При соотношении формула (11) упрощается:

(12)

При в формуле (12) можно пренебречь вторым слагаемым в знаменателе и для расчета расхода воспользоваться весьма простой формулой Форхгеймера [1]:

(13)

Если колодец оборудован на напорные воды и отношение его радиуса к мощности горизонта меньше или равно 0,5, то расход можно определить по формуле (12), заменив в ней величины и на мощность горизонта. В приведенных выше формулах принято, что шахтные колодцы имеют круглую форму поперечного сечения в плане. При необходимости определить дебит колодца квадратной формы в расчетных формулах с достаточной для практики точностью нужно заменить величину радиуса колодца величиной стороны поперечного сечения колодца , приняв .