Водозаборные сооружения подземных источников

Для забора подземных вод устраивают лучевые водозаборы, шахтные колодцы, артезианские скважины и др. [ 2 ].

Лучевой водозабор. Применяют для забора грунтовых вод, залегающих на глубине до 10 м. На рис. 28 представлена схема устройства лучевого водозабора.

Представляет собой колодец, от которого в водоносный пласт во все стороны в виде лучей отходят дренажные трубы (горизонтальные скважины). Вода в скважины поступает через отверстия, устроенные в стенках труб, а затем направляется в колодец, в котором установлен насос.

 

 

Рис. 28. Схема устройства лучевого водозабора:

1 – колодец (водоприемная камера); 2 – насос; 3 – дренажные трубы (горизонтальные скважины).

В качестве горизонтальных скважин используют стальные фильтровые трубы диаметром 150…200 мм с щелевой перфорацией. Оптимальное число дренажных труб принимается от 2 до 6 во избежание их взаимного влияния. Длина дренажных труб не должна превышать 80 м. При большей длине труб возрастают гидравлические потери и снижается их пропускная способность

Шахтный колодец.Предназначен для забора воды из водоносных пластов, залегающих на глубине до 10 м. Шахтный колодец состоит из ствола, выполненного из кирпича, бетона или железобетонных колец, в большинстве случаев имеет круглую в плане форму. Для защиты колодца от попадания поверхностных вод и загрязнения вокруг него делают каменную или асфальтовую отмостку. Кроме того, вокруг колодца устраивается глиняный замок, также защищающий колодец от просачивания загрязненных поверхностных вод.

Вода в шахтный колодец поступает через его дно и стенки. Для приема воды через стенки колодца служат специальные отверстия в стенках, заполненные гравийным фильтром. При поступлении воды через дно колодца в нем устраивают обратный фильтр, выполненный из крупного песка, гравия и щебня различных фракций.

Отбор воды из шахтного колодца производится насосом или при помощи сифона.

Схема устройства шахтного колодца представлена на рис. 29.

Рис. 29. Схема устройства шахтного колодца:

1 – ствол шахты; 2 – глиняный замок; 3 - отмостка; 4 – обратный фильтр.

Артезианская скважина.Предназначена для забора подземных вод с глубины более 10 м. Скважина состоит из устья, ствола, водоприемной части (фильтра) и отстойника.

Устье скважины располагается в здании насосной станции.

Ствол скважины представляет собой колонну из обсадных труб. Обсадные трубы в основном применяют стальные, реже пластмассовые.

Водоприемная часть скважины (фильтр) располагается в водоносном слое. Вода в скважину поступает через фильтр, откуда с помощью погружного насоса подается на поверхность земли.

Отстойник служит для сбора проникшего в скважину песка, который в процессе ее эксплуатации периодически удаляется.

На рис. 30 показана схема устройства артезианской скважины.

 

Рис. 30. Схема устройства артезианской скважины:

1 – устье; 2 – ствол; 3 – водоприемная часть (фильтр); 4 – отстойник.

Водоприемная часть (фильтр) является наиболее ответственным элементом артезианской скважины. Фильтр должен предохранять водоносный слой от обрушения, обеспечивать свободный доступ чистой воды в скважину, быть устойчивым против коррозии.

Типы и конструкции применяемых фильтров в основном зависят от гранулометрического состава водоносных пород. В практике применяются фильтры: трубчатые, проволочные, сетчатые, каркасно-стержневые, гравийные.

Наиболее важным показателем артезианской скважины является ее дебит.

Дебит –количество воды, забираемой из скважины в единицу времени. На рис. 31 представлена схема определения дебита артезианской скважины.

 

 

Рис. 31. Схема определения дебита артезианской скважины

В скважине до откачки устанавливается уровень воды, называемый статическим (СУВ). В период откачки уровень в скважине понижается на величину s и устанавливается на определенной отметке, соответствующей количеству забираемой воды. Этот уровень называется динамическимгоризонтом воды (ДУВ). В пределах водоносного пласта уровень подземных вод будет снижаться по мере приближения к скважине, образуя депрессионную воронку. Расстояние R от скважины до пониженного уровня воды называется радиусом влияния скважины.