Для використання підземних вод будують споруди наступних типів:
-
трубчаті бурові колодязі (свердловини),
-
шахтні колодязі,
-
горизонтальні та променеві водозабори,
-
споруди для каптажу ключових вод,
-
комбіновані водозабори.
Для забору напірних та безнапірних підземних вод, що глибоко залягають, влаштовують бурові колодязі, що мають вид вертикальних циліндричних свердловин (рис. 5.1). Стінки свердловини закріплюють обсадною трубою 1 з чавуну або сталі та опускають до верхньої межі водоносного шару. В обсадну трубу опускають трубу меншого діаметра до нижньої межі водоносного шару. В нижній частині цієї труби за допомогою спеціальних замків 2 встановлюють сальники 3 та фільтри 4. Фільтри можуть бути дірчасті, сітчасті, дротові, гравійні (рис.5.2).
Рис. 5.1 – Схема влаштування бурового колодязя:
1 – обсадна труба; 2 – замок для кріплення фільтра; 3 – сальник; 4 – фільтр.
Якщо водоносні породи залягають на великій глибині, буровий колодязь обладнують декількома обсадними трубами різних діаметрів, тампонуючи кільцевий зазор між кінцями труб цементним розчином.
Рівень води в колодязі до забору є статичним. При відборі води з колодязя рівень її знижується та, коли кількість води стає рівною кількості води, що надходить від ґрунту, вода в колодязі встановлюється на певному рівні, який зветься динамічним.
Кількість води, яку можна зібрати при зниженні динамічного рівня на 1 м, є дебітом колодязя (свердловини).
Спосіб одержання води з трубчатих колодязів залежить від глибини залягання водоносного шару. Вода може самозливатися під природним тиском в шарі або забиратися насосами, гідроелеваторами, ерліфтами.
Рис. 5.2 - Типи фільтрів:
а - дірчастий, б - дротовий, в – сітчастий, г – каркасно – стержневий, д – гравійний.
Від самозливних колодязів води забирається трубопроводами до резервуара, з якого її перекачують насосами.
При заборі води зі свердловин насосами її динамічний рівень розташовується на глибині більше 10 м, електродвигуни, що приводять її в дію, можуть встановлюватися на поверхні землі, маючи вертикальний трансмісійний вал для приводу насоса, або розташовуються безпосередньо в свердловині. Насоси подають воду до резервуара, з якого насоси другого підйому подають її до водоспоживачів.
Для колодязів з невеликим дебітом (10-15 м3/год) використовують ерліфти, де вода змішується з повітрям, за рахунок чого щільність води зменшується і вона піднімається на поверхню, попадає в повітровідділювач, після чого через вентиляційний канал повітря виходить назовні, а вода подається в резервуар.
При використанні ежекторів вода може забиратися по схемах на рис.5.3 а, б. Найкращою є схема б, у якій використовують двоступеневий насос. Відбір корисних витрат води із невеликим тиском виконується від першої ступені, а витрати води, що ежектують - від останньої ступені із невеликим тиском, за рахунок чого збільшується висота підйому води із колодязя.
Рис. 5.3 - Схема забору підземних вод за допомогою ежектора:
а) із одноступеневим насосом, б) із двоступеневим насосом, 1 – ежектор, 2 – насос, 3 – електродвигуни.
Шахтні колодязі використовують для прийняття невеликої кількості води від безнапірних водоносних шарів, що залягають на невеликій глибині (не більше 20 м). Найчастіше вони використовуються для водопостачання сільської місцевості. Можуть бути залізобетонними, бетонними, цегляними та дерев’яними.
В стінках колодязя в межах водоносного шару є отвори, за рахунок яких збільшується кількість води. Діаметр шахтного колодязя не перевищує 3 – 4 м. При влаштуванні декількох колодязів їх об’єднують сифонними трубами або трубами, в яких вода рухається самостійно. Стінки колодязя виводять не менш ніж на 0,7 м вище поверхні землі. Навколо колодязя у поверхні землі влаштовують глиняний замок на глибині 1,5 – 2 м, а в радіусі близько 2 м – відсипку. На дні колодязя влаштовується фільтр у вигляді шару гравію. Принципова схема шахтного колодязя, який забирає воду з безнапірного водоносного шару, наведена на рис.5.4.
Рис. 5.4 – Схема влаштування шахтного колодязя:
1 – фільтр; 2 – глиняний замок; 3 – відсипка.
Горизонтальні водозабори (рис. 5.5) влаштовують у вигляді дренажів або водозбірних галерей. Вода, яка поступає із грунта до дренажних труб, подається у колодязь, із якого її відкачують насосами. Горизонтальні водозбірники використовують за малою глибини залягання водоносного шару (до 8 м) із невеликим дебітом.
Рис.5.5 – Схема горизонтального водозабору:
1 – горизонтальні водозабори; 2 – збірний колодязь; 3 – статичний рівень підземних вод; 4 – водоносний шар; 5 – водоупор; 6 – рівень води у колодязі.
Найбільш ефективними водоприймальними спорудами є променеві водозабори, в яких вода збирається до колодязя за кількома променями (трубами), які розміщуються у межах водоносного шару. Променеві водозабори виконують із перфорованих сталевих труб. За довжини труб більше 60 м вони можуть бути телескопічними.
Споруди для каптажу джерельних вод. Джерела можуть бути двох типів - напірні та безнапірні. Споруди для приймання вод звуться каптажними, а процес збору джерельних вод – каптажем джерел. Для каптажу джерельних вод, що підіймаються, влаштовують колодязі, резервуари або шахти (рис. 5.6).
Зібрана вода відводиться по трубі 1 до насосної станції. Для усунення підпору влаштовують переливну трубу 2.
Каптаж безнапірних джерел виконується шляхом влаштування приймальних камер, які розміщують у місці найбільш інтенсивного виходу джерельних вод.
Рис.5.6 - Каптажний колодязь:
1 – труба для забору води, 2 – переливна труба, 3 – колодязь, 4 – кришка, 5 – горловина, 6 – максимальний рівень води; 7 – робочий рівень води.
| « 5.1 Джерела водопостачання | 5.3 Споруди для забору води від поверхневих джерел » |