Главная / Статьи / Водоснабжение, водопотребление / |
Шахтный водозабор как надежный источник воды
Шахтные колодцы используют, как правило, в первых от поверхности безнапорных водоносных пластах, сложенных рыхлыми породами на глубине до 30 м.
Шахтный водозабор представляет собой вертикальный колодец круглой или квадратной формы с мощным креплением стенок.
Нижнюю водоприемную часть его врезают в водоносный слой грунта.
Шахтный колодец является наиболее распространенным типом местного
водозабора (рис. 1). Он прост в эксплуатации и при грамотном сооружении и хорошем
дебите подземных вод служит надежным и долговечным источником хозяйственной
и питьевой воды.
Рис. 1. Шахтный колодец с ручным насосом
1 — шахта колодца;
2 — глиняные замки у основания колодца;
3 — отмостка;
4 — водозабоный фильтр;
5 — гравий (щебень);
б — песок;
7 — площадка для установки насоса;
8 — насос;
9 — тяжи;
10 — подземный трубопровод;
11 — вороток для
перекрытия подземного трубопровода;
12 — рычаг насоса;
13 — напорный трубопровод;
14 — вентиляционный стояк
Шахтный колодец (рис. 2) состоит из водоприемной части, ствола и перекрытия. Вода поступает в водоприемную часть колодца через донный фильтр или щели в стенках колодца. Из одиночных колодцев воду забирают непосредственно насосами, а из групповых — через сборный колодец.
Если высота (мощность) водоносного слоя незначительна (до 3 м), предусматривают шахтные колодцы совершенного типа, то есть водоприемную часть колодца делают на всю его толщину и даже заглубляют в водонепроницаемый слой. В этом случае воду принимают в колодец через отверстия в боковых стенках колодца, а в нижней его части оборудуют отстойник.
Если высота и мощность водоносного слоя большие, то допускаются совершенные и несовершенные типы колодцев. В колодцах несовершенного типа водоприемную часть не доводят до водонепроницаемого слоя, а заглубляют так, чтобы обеспечить достаточное поступление воды в колодец через дно или одновременно через дно и отверстия в стенках. Стволы шахты делают деревянными, каменными, кирпичными, бетонными и железобетонными.
Рис. 2. Шахтные колодцы
1 — статический уровень воды;
2 — динамический уровень воды;
3 — водоприемная часть колодцев;
4 — водостойкий слой;
5 — ствол колодца;
6 — перекрытие;
7 — самотечный трубопровод
(в случае группового размещения);
8 — напорная линия к
водопроводной сети;
9 — сборный колодец;
10 — сифонный
трубопровод;
11 — воздушные колпаки;
12 — всасывающая труба;
13 — всасывающая труба (к насосной станции);
14 — насосная
станция;
15 — кривая депрессии
При расположении водоприемной части в песчаных грунтах на дне колодца необходимо устанавливать обратный песчаный фильтр или фильтр из пористого бетона, а в стенках водоприемной части колодцев — фильтры из пористого бетона или гравия.
Обратный фильтр следует выполнять из нескольких слоев песка и гравия толщиной 0,4-0,6 м с укладкой в нижнюю часть мелкой фракции, а в верхнюю — крупных фракций. Колодцы обычно сооружают опускным способом из готовых железобетонных блоков. В нижней части колодца устанавливают металлический нож, который врезается в грунт вследствие большого собственного веса колодца. Грунт из-под ножа выбирают, а по мере заглубления стенки колодца наращивают и выводят выше уровня земли на 0,5-1,0 м.
Вокруг колодца на глубину до 2 м и ширину до 0,7 м устраивают глиняный замок, затем осуществляют подсыпку и мостят камнем, бетоном или асфальтом. Колодец закрывают крышкой или делают над ним навес.
Групповые водосборные колодцы размещают в одну линию перпендикулярно к направлению течения подземного потока. Колодцы соединяют сифонными трубопроводами со сборным колодцем, размещенным рядом с насосным помещением. Воздух из сифонного трубопровода удаляют вакуум-насосом при первом наполнении трубопровода. В дальнейшем сифон работает без принудительной откачки воздуха.
Воду из сборного колодца перекачивают к потребителям по напорному трубопроводу. Сифонный трубопровод представляет собой наклонно или горизонтально уложенную трубу с двумя вертикальными стояками, опущенными в колодец. В самой высокой точке трубопровода устанавливают воздушный колпак, в котором собирается воздух или газы, которые выделяются из воды.
Чаще всего большое количество газов собирается когда незначительный подъем трубы сделан в сторону сборного колодца. При выкачивании воды из сборного колодца через всасывающий трубопровод уровень ее снизится и вода начнет поступать из водоприемных колодцев через сифонные трубопроводы.
В процессе откачивания воды уровень в сборном колодце будет ниже, чем в водоприемном на высоту h, величина которой зависит от гидравлического сопротивления в сифоне. Если уровень воды в колодцах находится на небольшой глубине от поверхности земли, вместо сифонных трубопроводов делают самотечные, которые проще в эксплуатации.
Уровень воды в колодце до откачки воды скважинными насосами называют статическим. Уровень воды, который устанавливается при равномерном откачивании определенного количества воды, называют динамическим. Динамический уровень соответствует равновесию, которое наступает между отбором воды откачивания и поступлением ее из окружающего водоносного слоя.
Переход от статического уровня к динамическому осуществляется по плавной кривой, которую называют кривой депрессии. Кривая депрессии создает депрессийную воронку, глубина которой постепенно снижается по мере отдаления от колодца. Радиус депрессийной воронки называют радиусом влияния депрессии.
При откачивании воды из крупнозернистых водоносных грунтов кривая депрессии будет пологой, а радиус влияния — большой, и наоборот, в мелкозернистых грунтах, даже при кратковременном откачивании воды, может создаться крутая депрессия с малым радиусом влияния, что отразится на величине питомого дебита колодца. Питомым дебитом называют количество воды в м3/час, которую получают из скважины или колодца на 1 м снижения уровня воды в нем.
Зная питомый дебит колодца, можно выяснить его продуктивность при определенном снижении уровня воды. Дебит колодца зависит от скорости поступления воды в водосборный колодец, а скорость — от крупности зерен водоносного грунта. Ориентировочный дебит шахтных колодцев зависит от водонасыщенности водоносного слоя и колеблется от 1 до 100 м3/час.
Для увеличения дебита колодцев, заложенных в водоносном слое, который состоит из мелких песков, водоприемную часть шахтных колодцев оборудуют гравийными и боковыми фильтрами или стенами из пористого бетона.
Запрос цены, информации:
+7 (347) 281-65-13
+7 (347) 216-65-13
Идёт загрузка...