Повна версія

Головна arrow Товарознавство arrow Водопостачання і водовідведення

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Водозабірні споруди для захоплення підземних вод

Водозабір підземних вод - це комплекс гідротехнічних споруд, що включає каптажні пристрої для прийому води з водоносного пласта, насосні станції для підйому води, водоводи для збору та транспортування води в споруди по покращення її якості або в резервуари.

Тип і схему розміщення водозабірних споруд вибирають виходячи з геологічних та гідрологічних умов. Тип споруди залежить від глибини залягання водоносного пласта, його потужності і водообільності, умов залягання (характер порід, наявність тиску в пласті і т.д.). Споруди, застосовувані для захоплення підземних вод, можна розділити на наступні групи: свердловини (трубчасті колодязі), шахтні колодязі, горизонтальні водозабори, променеві водозабори, каптаж джерел.

Водозабірні свердловини - свердловини для забору підземних вод, обладнані, як правило, обсадними трубами і водоприймальними пристроями, в основному фільтрами. В основу розрахунків водозабірних свердловин покладені гідравлічні й гідродинамічні методи, що дозволяють оцінити пониження рівнів і (або) напорів в водоприймальних пристроях при заданому дебіте в різні періоди. Дебіт свердловини - об'єм води, що видається свердловиною в одиницю часу.

Залежно від геологічних, гідрогеологічних та санітарних умов району визначаються конструкція свердловини (рис. 4.11), її глибина, діаметри колон труб, тип водоприймальної частини водоприймача і оголовка свердловини (рис. 4.12).

Схема конструкції свердловини

Рис. 4.11. Схема конструкції свердловини:

1 - кондуктор; 2 - технічна колона; 3 - експлуатаційна колона; 4 - затрубних цементіровка; 5 - сполучна муфта; 6 - сальник; 7 - фильтро вая колона

Конструкція оголовка свердловини

Рис. 4.12. Конструкція оголовка свердловини:

а - надземний павільйон; б - підземна камера; 1 - водо- підйомний трубопровід; 2 - обсадна труба; 3 - шафа електрокерування; 4 - електродвигун насоса; 5 - вантуз; 6 - дифманометр витратоміра

При проектуванні водозабірних свердловин слід враховувати умови взаємодії їх з існуючими або проектованими водозаборами, а також їх вплив на навколишнє природне середовище.

У конструкції свердловини необхідно передбачати можливість проведення замірів дебіту, рівня та відбору проб води, а також виробництва ремонтно-відновлювальних робіт.

Діаметр експлуатаційної колони труб у свердловинах слід приймати при установці насосів: свердловинного з трансмісійним валом (двигун установки над гирлом свердловини) - на 50 мм більше номінального діаметра насоса; погружного - рівним типоразмеру насоса.

Для кріплення свердловин використовують обсадні сталеві муфтові і електрозварні труби. Для кріплення свердловин глибиною до 250 м при вільній посадці обсадних труб допускається застосовувати неметалеві труби з обов'язковою затрубних цементацією.

При бурінні слід запобігати проникання поверхневих забруднень і води невикористовуваних водоносних шарів в свердловину.

При влаштуванні свердловини в пухких, нестійких скельних і напівскельних породах необхідно встановлювати фільтри, які оберігають свердловину від занесення в неї частинок грунту з водоносного пласта. Правильність обраної конструкції і установки фільтра в значній мірі забезпечують надійність роботи свердловини.

Тип і конструкцію фільтра приймають залежно від водоносній породи. Водоприймальні пристрої - фільтри різних типів повинні бути ремонтопридатності, тобто забезпечувати застосування імпульсних, реагентних і комбінованих (імпульсно-реагентних) способів відновлення потужності водозаборів. Після обладнання свердловини фільтром проводять дослідну відкачку для визначення питомої дебіту свердловини.

Водопідіймальні пристрої та апаратуру управління ними в залежності від місцевих умов можна розміщати у павільйоні (див. Рис. 4.12, а) або в заглибленою камері (див. Рис. 4.12, б).

Шахтні колодязі рекомендується застосовувати для забору води, як правило, в перших від поверхні безнапірних і малопотужних водоносних пластів, що залягають на глибині до 30 м.

При потужності водоносного пласта до 3 м влаштовують шахтні колодязі досконалого типу з розкриттям всієї потужності пласта; при більшій потужності допускаються досконалі і недосконалі колодязі з розкриттям частини пласта.

Шахтні колодязі, як правило, виконують круглої форми в плані діаметром від 1 до 2,0 м. Стінки колодязя можуть бути з цегли, буту, бетону, залізобетону, деревини. На рис. 4.13 представлена схема пристрою шахтного колодязя із збірних залізобетонних кілець діаметром 2 м і висотою кільця 1 м.

Шахтний колодязь

Рис. 4.13. Шахтний колодязь:

1 - залізобетонне кільце; 2 - глиняний замок; 3 - вимощення; 4 - фільтр

Горизонтальні водозабори (ГВ) застосовують при заборі води з неглибоко залягаючих водоносних пластів невеликої потужності.

Вони складаються з водоприймача, що забирає воду з водоносного пласта; відвідних каналів або трубопроводів для відведення забраної води в водозбірний колодязь, водозбірного колодязя і насосної станції.

За принципом пристрою водоприймача горизонтальні водозабори можна розділити на відкриті канали, кам'яно-щебеневі дрени, трубопровідні дрени та галереї.

Для системи тимчасового водопостачання застосовують кам'яно-щебеневий горизонтальний водозабір. У водозабірної кам'яно-щебеневої дрени водоприймальної частиною є кам'яно-щебенева призма, викладена з рваного каменю або щебеню розміром 30 × 30 або 50 × 50 мм, укладена в траншеї. Перед засипанням траншеї слід влаштовувати екран з глини або суглинку для запобігання проникнення поверхневих вод у траншею.

Найбільш досконалий горизонтальний водозабір - трубчаста дрена. Водоприймачів трубчастої дрени виконують із дірчастих бетонних або залізобетонних труб. Мінімальний діаметр труб 150 мм. Нижня частина труби (не більше 1/3 по висоті), по якій тече зібрана вода, отворів не має. Труби укладають з ухилом 0,007 ... 0,001 у бік водозбірного колодязя. Швидкість течії води в трубах повинна прийматися не менше 0,7 м / с.

В особливо відповідальних системах водопостачання влаштовують водозбірні галереї із збірних залізобетонних елементів. Ширина галереї приймається 0,8 ... 1 м, висота 1,2 ... 2,0 м.

Водоприймальні пристрої горизонтальних водозаборів слід розташовувати поперек руху потоку підземних вод для більш повного їх захоплення.

Променеві водозабори являють собою споруди, що складаються з шахтного колодязя і системи горизонтальних свердловин, що виходять з нижньої частини шахти (рис. 4.14).

Розріз інфільтраційного променевого водозабору (l - довжина дрени)

Рис. 4.14. Розріз інфільтраційного променевого водозабору (l - довжина дрени)

Водоприймальна частина водозаборів - горизонтальні трубчасті дрени (промені), що радіально розходяться від шахтного колодязя і прокладені у водоносному шарі допомогою продавлювання. Продавлювання променів здійснюють з шахтного колодязя. Променеві фільтрові труби виконують з перфорованих (щілинних) сталевих труб. З горизонтальних променевих фільтрів вода надходить у шахтний колодязь.

Застосування променевих водозаборів для забору подруслових вод дозволяє отримати чисту воду з річок та озер завдяки фільтрації її через дно і береги.

Каптажних споруди водозабору джерельних вод являють собою камери типу шахтних колодязів, що влаштовуються в місці виходу води на поверхню. По виду освіти джерельного потоку джерела можна розділити на висхідні та низхідні. Висхідні потоки утворюються в результаті порушення шару, що перекриває напірні водоносні пласти. Спадні джерельні води утворюються в результаті виклинювання водоносних горизонтів (наприклад, на схилах берегів, ярів, балок, пагорбів). Каптаж полягає в розтині і влаштуванні споруд, що забезпечують найбільш повне використання джерела і запобігання його від забруднення поверхневими водами. Конструкція каптажної споруди залежить від виду потоку.

На рис. 4.15 наведено приклад каптажу висхідного потоку джерельних вод, що забезпечує надходження води через днище колодязя.

Каптаж висхідного потоку

Рис. 4.15. Каптаж висхідного потоку:

1 - видаткова труба; 2 - переливна труба; 3 - колодязь; 4 - вентиляційна труба; 5 - рослинний шар; 6 - глиняно-щебенева вимощення; 7 - щільно утрамбований глиняний грунт; 8 - скельний грунт; 9 - шар гравію; 10 - нагірна канава

При наявності спадного джерела застосовують споруда, яка забезпечує надходження води через отвори в стінці камери. Для найбільш повного захоплення низхідного потоку влаштовують вловлюють стінки. В залежності від потужності джерельних вод вони можуть використовуватися для водопостачання як невеликих населених пунктів, так і для великих міст.

 
<<   ЗМІСТ   >>