Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Водозаборы подземных вод. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 76 7 > Следующая >>>

Нисходящие источники приурочены обычно к склонам горных

возвышенностей и долин оврагов, балок, рек. Каптажное сооружение таких источников врезается в склон в расчете на прием воды через его напорную стенку. Для этого в ней предусматриваются соответствующие отверстия (рисунок 39).

Рисунок 39

1 – обратный фильтр; 2 – приемная камера; 3 – смотровой колодец;

4 – перегородка между камерой и смотровым колодцем

Перед отверстиями, т.е. между стенкой каптажа с водоприемными отверстиями и обнаженной поверхностью водоносного пласта, устраивается обратный фильтр, материал которого подбирается в зависимости от состава пород водоносного пласта.

При небольшой мощности водоносного пласта и близком залегании водоупора днище каптажной камеры заглубляется в водоупор. При большой мощности и

глубоком залегании водоупора каптаж по глубине вскрытия пласта может быть несовершенным. При необходимости каптаж нисходящих источников сооружается с водоулавливающими стенками, вдоль которых со стороны потока подземных вод выкладывается призма из фильтрующего материала, спрягающаяся с обратным фильтром каптажа.

Из восходящих источников прием воды осуществляется в со-

ответствии с ее

движением снизу вверх, через дно каптажного уст-

ройства (рисунок 40).

Рисунок 40

1 – переливная труба; 2 – труба для отвода воды к потребителю

В случаях, когда восходящий поток выходит из водоносного пласта, представленного скальными трещиноватыми, но крепкими породами, прием воды днищем осуществляется через один слой фильтрующего материала - крупного гравия, гальки или щебня неразмокаемых в воде пород.

При наличии рыхлых водоносных пород, в особенности песков, располагаемый под днищем каптажного сооружения обратный фильтр рассчитан

на исключение выноса из водоносного пласта

мелких частиц породы.

Каптажные камеры сооружаются из сборного железобетона в открытых котлованах или в восходящих источниках при глубоком залегании водоносного пласта опускным способом.

Для нормальной работы каптажа необходимо:

• достаточно полно по площади и глубине вскрыть выход источника;

• предохранить источник от промерзания и попадания в него по-

верхностных загрязнений, насекомых, пресмыкающихся, грызунов и других мелких животных;

• принять меры по предотвращению образования оползней, размы-

вов и обвалов в месте расположения каптажа;

• обеспечить надежную вентиляцию.

Для эксплуатации необходимо предусматривать:

• устройство для сброса излишков воды, для чего устраивается пе-

реливная труба, рассчитанная на наибольший дебит;

• осаждение и удаление выпавших из воды взвесей, для чего кап-

тажную камеру следует разделить переливной стенкой на два отделения: для отстаивания воды и для забора ее потребителям;

• замер и регулирование подачи воды потребителю.

Вода из каптажа потребителям подается самотеком или с помощью насосов. Насосы могут быть установлены в каптажных камерах (на каптажах малой производительности), в отдельном здании у каптажа или в общей водосборной емкости, в которую стекает вода из ряда каптажей.

Дебит каптажа сооружений устанавливается на

основе наблю-

дений за режимом подземных вод.

16 Водозаборы инфильтрационного типа

Инфильтрационными называют водозаборы подземных вод, дебит которых обеспечивается в основном за счет естественной или искусственной инфильтрации воды из поверхностных источников (рек, озер, водохранилищ, морей). Эти источники должны иметь достаточный запас воды и водопроницаемое ложе. Таким требованиям наиболее полно отвечают предгорные участки рек, русла которых представлены рыхлыми формируются подземные воды (аллювиальные потоки), гидравлически связанные поверхностными потоками и восполняемые этими потоками периодически или систематически. Такие воды, часто назы-

аллювиальными отложениями. В этих отложениях

ваемые подрусловыми, имеют широкое распространение, что обусловливает почти повсеместное применение инфильтрационных водозаборов.

Водозахватные устройства инфильтрационных водозаборов располагают чаще всего вблизи

открытых водотоков (водоемов). Водовмещающие породы, в которых закладываются водозахватывающие устройства, представлены обычно гравийно-галечниковыми, песчаногравийными и реже песчаными отложениями, перекрытыми сверху глинами и суглинками.

Небольшая глубина залегания зеркала подрусловых вод и высокое их качество по сравнению с поверхностными водами предопределили широкое использование этих вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения. В большинстве случаев инфильтрационные водозаборы обеспечивают получение питьевой воды без дополнительной ее очистки (за исключением обеззараживания). В этом заключается главное преимущество водозаборов инфильтрационного типа

перед

открытыми водозаборами из поверхностных источников.

Из других преимуществ инфильтрационных водозаборов следует отметить следующие:

• предохранение от разрушения судами, сплавляемым лесом, а так-

же от воздействия наносов и шуги;

• более надежная работа на реках с неравномерным и периодически

прекращающимся поверхностным стоком. Инфильтрационные водозаборы позволяют успешно забирать воду из рек с малой глубиной или с неустойчивым руслом;

• отсутствие потребности в специальных рыбозащитных средствах;

• стабильность температуры получаемой воды;

• меньшая вероятность загрязнения получаемой воды;

• простота эксплуатации водозаборных сооружений.

Единственным существенным недостатком инфильтрационных водозаборов является снижение их производительности в процессе эксплуатации вследствие уменьшения водопроницаемости русловых аллювиальных отложений, обусловленного кальматацией этих отложений взвешенными наносами.

По расположению водозаборных устройств относительно поверхностного источника инфильтрационные водозаборы подразделяются на следующие типы:

• береговые;

• островные;

• подрусловые.

Возможна также комбинация этих типов: берего-островные и берего-подрусловые водозаборы.

По типу водозаборных устройств в инфильтрационных водозаборах используют следующие сооружения:

• вертикальные (трубчатые и шахтные колодцы);

• горизонтальные (дрены, галерей, лучи);

комбинированные (галереи с трубчатыми колодцами, шахтные во-

•

доприемные колодцы с трубчатыми колодцами или лучевые водозаборы).

Водозаборные устройства одного и того же типа можно использовать для водозаборов различной производительности, что дает возможность широко применять индустриальные методы строительства, а также поочередно увеличивать их производительность в соответствии с ростом водопотребления

. При строительстве и вводе в действие последующих очередей не потребуется переустройства действующих сооружений и, следовательно, не нарушится бесперебойность работы водопровода.

Выбор водозаборных устройств зависит от глубины залегания подрусловых вод при меженном горизонте воды в реке (ГМВ) 95% обеспеченности и классифицируются на следующие типы:

• вертикальные:

буровые скважины > 10 м; шахтные колодцы ≤ 10 м;

• горизонтальные:

трубчатые и галерейные ≤ 8 м; лучевой водозабор ≤ 15–20 м.

В береговых и островных водозаборах применяют вертикальные и горизонтальные водозахватные устройства, в подрусловых – в основном горизонтальные устройства.

Инфильтрационные водозаборы с вертикальными водозахватными устройствами, преимущественно с буровыми скважинами, получили наибольшее распространение, так как они позволяют максимально использовать индустриальные

методы строительства (рисунок 41).

Расположение шахтных колодцев, технология забора и подачи воды в данном случае те же, что и в скважинном водозаборе. Но поскольку строить шахтные колодцы значительно сложнее, чем скважины, водозаборы данного типа не получили широкого распространения. Кроме того, применение водозахватывающих устройство шахтного типа ограничено глубиной залегания водоносных

пород. Если на скважинных водозаборах число водозахватных устройство нередко достигает нескольких десятков (иногда более 100), то на водозаборах с шахтными колодцами оно обычно не превышает 3–5. В

–

связи с этим и производительность водозаборов с шахтными колодца-

скв.6

скв.5 скв.4 скв.3 скв.2 скв.1

ми лишь иногда составляет более 10

тыс. м

/сут, в то время как произ-

водительность водозаборов со

река

скважинами нередко достигает 50–

100 тыс. м

/сут.

Устройству инфильтрацион-

Рисунок 41

1 – скважины инфильтрационного водозабора; 2 – сборный резервуар; 3 всасывающие трубы насосной станции; 4 – насосная станция; 5 – напорные водоводы; 6 – сборный водовод

ных водозаборов предшествуют тщательные гидрологические и гидрогеологических изыскания. Для расчета применяемых в инфильтра-

ционных водозаборах горизонтальных водозаборов, трубчатых и шахтных колодцев используются те же методы, что и для расчета аналогичных сооружений для забора обычных подземных вод.

17 Искусственное пополнение подземных вод (ИППВ).

Классификация ИППВ, схемы устройства и принцип работы

В практике водоснабжения находят все более широкое применение инфильтрационные водозаборы с искусственным пополнением подземных вод (ИППВ). Сущность этого метода состоит в переводе поверхностной воды в подземный водоносный горизонт через специально устраиваемые инфильтрационные сооружения.

В качестве источника ИППВ могут быть использованы поверхностные воды рек, водохранилищ, озер, каналов, а в

отдельных случаях также шахтные и дренажные воды, используемые в установках кондиционирования воздуха или в системах охлаждения производственного оборудования и аппаратуры, и некоторые другие виды незагрязненных сточных вод. Источником пополнения водоносного горизонта может служить также другой водоносный горизонт.

Использование метода ИППВ позволяет:

1) повысить производительность действующих водозаборов

подзем-

ных вод;

2) увеличить запасы намечаемого к эксплуатации водоносного гори-

зонта за счет поверхностных источников;

3) создать подземные водохранилища и др.;

4) обеспечить более равномерную их эксплуатацию;

5) повысить качество подаваемой потребителю воды;

6) предохранить эксплуатируемый водоносный горизонт от загрязне-

ния и засоления;

7) предотвратить нежелательное понижение уровня подземных вод,

приводящее к гибели растительности, высыхании водоемов и т.д.

Наиболее благоприятные условия для ИППВ создаются:

• в районах с теплым и умеренным климатом;

• при использовании в качестве источника пополнения воды озер и

рек, обладающих требуемым качеством и достаточным стоком в течение всего года;

• при наличии сложенного хорошо проницаемыми породами безна-

порного водоносного горизонта (если исключена возможность его загрязнения) и отсутствия в нем выдержанных прослоев слабопроницаемых грунтов, препятствующих или сильно затрудняющих фильтрацию воды.

Сооружения ИППВ выполняют двух типов:

1) открытого типа: инфильтрационные сооружения – фильтрацион-

ные бассейны. В этих сооружениях для успеха инфильтрационного водоснабжения необходима достаточная водопроницаемость песков или твердых пород, слагающих дно и берега реки. Мелкие пески имеют малый коэффициент фильтрации и пропускают мало воды, а примесь к ним глины или ила может делать их почти водонепроницаемыми. Чистые крупные пески, в особенности гравий, дают значительные коэффициенты фильтрации, поэтому в таких породах обычно

и устраивают инфильтрационные колодцы или каналы;

2) закрытого типа: инфильтрационные сооружения – поглощающие

колодцы и скважины, нагнетательные или дренажнопоглощающие. В последнем случае, при дренажно-поглощающих скважинах вода из верхнего неэксплуатируемого горизонта с помощью скважины переводится в нижний горизонт, являющийся источником водоснабжения, откуда с помощью водозаборной скважины подается потребителю. Подпитка

верхнего горизонта может происходить за счет фильтрации речных вод или с помощью открытых инфильтрационных сооружений. Такой способ в зонах вечномерзлых пород позволяет использовать в теплое время года надмерзлотные и талые воды для подпитки подмерзлотных водяных пластов, которые используются для водоснабжения в период перемерзания рек и надмерзлотных пластов.

Рисунок 42

1 – поверхностный источник – река; 2 – водоприемник; 3 – насосная стан-

ция I подъема; 4 – сооружения для предварительной подготовки воды;

5 – водовод; 6 – инфильтрационные бассейны; 7 – водозаборные скважины;

8 – сооружения последующей обработки воды; 9 – насосная станция II

подъема; 10 – резервуар чистой воды;

11 – установка для обеззараживания воды

Система ИППВ включает в себя следующие элементы:

1) источник пополнения воды (река, озеро…);

2) сооружения для подачи воды на инфильтрационные сооружения;

3) установки для подготовки воды;

4) инфильтрационные сооружения;

5) водозаборы подземных вод;

6) установки для подготовки воды для потребителя.

Их взаимное расположение и состав могут быть такими, как по-

казано на рисунке 42.

В зависимости от конкретных условий отдельные сооружения

могут отсутствовать или наоборот – получить значительное развитие.

18 Мероприятия по защите природных водоемов

от истощения и загрязнения

Загрязнение природных вод порождено загрязнением окружающей среды, связано с ростом производства, населения и научнотехнической революцией.

Почти все сточные воды, содержащие нефтепродукты, отрицательно влияют на качество воды. Даже содержание нефти в количестве 0,2–0,4 мг/л придает воде запах, не исчезающий после хлорирования.

Фенольные соединения стоков химических производств нарушают биологические процессы в воде, и она приобретает резкий неприятный запах.

Сточные воды предприятий электрохимической промышленности,

рудообогатительных фабрик и предприятий по производству пестицидов, а также шахтные и рудные воды содержат значительное количество цинка и меди.

Содержание в воде синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) вызывает резкое ухудшение естественных биохимических процессов, уменьшение очистительной способности водоемов, приводящее к прекращению роста водной растительности, к усилению привкуса, запаха.

настоящее время выпускают и используют тысячи химических соединений, многие из которых не разлагаются на более безвредные продукты, а накапливаются в воде и преобразуются в еще более токсичные продукты.

Интенсификация сельскохозяйственного производства сопровождается увеличением количеств минеральных удобрений и химических средств защиты растений от сорняков, вредителей и болезней; вследствие

этого в окружающую среду попадает много химических веществ, в том числе пестицидов, оказывающих воздействие на природу в течение длительного времени, которые накапливаются в почве, а затем попадают в водоносные пласты и водоемы, вызывая гибель рыб. Поступающий в почву с удобрениями азот превращается в легкорастворимые, обладающие большой подвижностью нитратные формы

, что способствует загрязнению грунтовых подземных вод и

делает их непригодными для водоснабжения.

Сельское хозяйство является основным источником загрязнения водных ресурсов биогенными веществами, которые способствуют быстрому развитию фитопланктона («цветение» вод), вызывает насыщение водных объектов питательными веществами, что приводит к нарушению процессов самоочищения водоемов.

Орошаемое земледелие при существующей технологии дает большие

возвратные стоки, которые загрязнены удобрениями и пес-

тицидами, а также сильно минерализованы.

Крупным источником загрязнений водоемов стали многочисленные крупные животноводческие фермы. Отходы животноводческих хозяйств содержат яйца гельминтов, патогенные микроорганизмы, являющиеся источником заболеваний. Особенно опасны свиноводческие комплексы. Одна такая ферма на 100 тыс. голов по результатам загрязнений равносильна городу с населением около 250 тыс. чел. (например, Приволжский свинокомплекс, Тимашевская птицефабрика

и т.д.).

Развитие теплоэнергетики привело к появлению такого явления, как «тепловое» загрязнение в результате сброса в водоем отработанных подогретых вод. При этом повышается испарение, усиливается минерализация, бурное развитие водной растительности ведет к накоплению органических веществ, а их разложение приводит к снижению в водоеме свободного кислорода, что

отрицательно сказывается

на жизнедеятельности водоема.

Затонувший при молевом сплаве лес (10% от сплавляемой древесины) отравляет воду дубильными веществами, фенолом, смолами.

Источником загрязнения рек и водоемов является водный транспорт, от которого поступают недостаточно очищенные отходы, а также нефтепродукты при авариях: 1 т нефти образует пленку пло-

щадью 10–12 км

, затрудняющую поступление в воду кислорода.

Необходимо упомянуть о возможном радиоактивном загрязнении водоемов и существовании «кислотных» дождей (газообразные выбросы производств, содержащие окислы азота, окись углерода, двуокись серы, пыль, золу и др., переносятся по воздуху и, растворяясь в атмосферной влаге, выпадают на поверхность земли).

Защита водных объектов от загрязнений обеспечивается

меро-

приятиями:

• законодательными;

• технологическими;

• санитарными.

В нашей стране разработан и действует целый ряд правовых документов, регламентирующих использование водных ресурсов, исходя из интересов различных водопользователей: гидротранспорта, энергетики, орошения, рыбного хозяйства. К ним можно отнести такие:

− «Основы водного законодательства Союза ССР и союзных респуб-

лик» (1970);

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 76 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]