Водозабор подземных вод
Водозабор подземных вод — комплекс гидротехнич. сооружений, включающий каптажные устройства для приема воды из источника (водоносного пласта), насосные станции для подъема воды, водоводы для сбора и транспортировки воды в сооружения по улучшению качества воды или в резервуары. Для забора подземных вод применяют сооружения двух видов — подземные и наземные. В зависимости от характера расположения в водоносном пласте подземные водозаборы бывают вертик., горизонт, и лучевые. Вертик. водозаборы — скважины и колодцы шахтные; горизонт. — камешю-щебепочные дрены сплошного заполнения, трубчатые дрены, галереи, штольни; лучевые — горизонт, скважины, собирающие воду в вертик. шахту (колодец). В ряде случаев сооружают комбинированные водозаборы с горизонт, галереями и рядом вертик. скважин, из к-рых подземные воды изливаются в галерею под естеств. напором.
Для приема естеств. выходов подземных вод на дневную поверхность в виде источников (родников) сооружают каптажи или колодцы. При слабо выраженном выходе подземных вод на дневную поверхность во многих местах их сбор и слив в камеру-колодец осуществляется с помощью горизонт, дрены. Из сборной камеры-колодца вода подается к потребителю по водоводу самотеком, если позволяют условия рельефа, или с помощью насоса. Для добычи подземных вод на глубине ниже
10 м (до 1000 м и более), приуроченных к мощным водоносным пластам или системе пластов, сооружают водозаборы из скважин. 11рименяют их и в тех случаях, когда^ подземные воды залегают на глубине менее 10 м, а мощность водоносного пласта не менее 5—б м. Но если при этом водоносный пласт представлен рыхлыми породами (песками, галечниками), то вместо скважин можно сооружать шахтные колодцы или лучевые водозаборы. Горизонт, водозаборы применяют для получения подземных вод первого от поверхности земли водоносного иласга, имеющего подошву на глубине до 8 м; галерейные или в виде штольни — для получения воды из водоносных пластов, залегающих на любой глубине. На месторождениях с выраженной фильтрац. неоднородностью водоносных пластов группы или ряды скважин размещают там, где эти пласты имеют наибольшую водопроводимость (большую мощность, водопроницаемость, наибольшую закарстованность, трещиноватость и т.д.). Па конусах выноса предгорных равнин скважины располагают в виде линейных или дугообразных рядов нормально к направлению потока подземных вод. В долинах рек с пост, поверхностным стоком при прямой связи реки с водоносным пластом скважины располагают вдоль ее берега. Расстояние от уреза воды в реке до скважин зависит от ряда факторов: мощности водоносного пласта, качества речной воды, размываемое™ берегов, изменения уровня воды в реке, уровня, соответствующего расходу реди 95%-пой обеспеченности, промерзания донных и береговых участков русла, степени за-кольматированности русла и возможности увеличения кольматации русловых отложений при эксплуатации водозабора. В долинах рек с непост, поверхностным стоком, когда в расчете водозабора учитывается периодическая сработка естеств. запасов подземных вод и их восполнение, скважины располагают на участках с наибольшей емкостью водонмещагощих пород и наличием благоприятных естеств. условий восполнения запасов в паводок. На участках с искусств, пополнением запасов подземных вод водозахватные сооружения любого типа (скважины, шахтные колодцы, горизонт, и лучевые водозаборы) располагают по отношению к инфильтрац. устройствам, как и в долинах рек с пост, поверхностным стоком. Каптаж надмерз-лотных вод предпочтителен шахтными колодцами, дренажами и галереями, более надежными по сравнению со скважинами в отношении промерзания. При сложении берегов, островов или русел рек высокопроницаемыми породами эффективно применение инфильтрац. (береговых) водозаборов. Тип водозабора на перемерзающих реках выбирают с учетом сработай запасов подземных вод и промерзания талика с момента отсутствия стока до оттаивания нроморож. грунта в русле реки.
I [ри заборе воды должна быть обеспечена защита водоприемных устройств от перемерзания, для чего предусматривают: макс, заглубление водоприемных устройств (колодцев, дрен) в водоносные грунты; двойные крыши люков смотровых и водоприемных колодцев; тепляки над водоприемными шахтами; утепление колодцев на дренах и галереях, непосредственно самих дрен и галерей торфом, льдом, снегом; создание мощных фильтрующих обсыпок вокруг дрен (галерей), проходящих через мерзлые берега; электрообогрев водоприемных устройств; сброс отработ. подогретой воды, пара. Для предотвращения замерзания воды в стволах скважин необходимо обеспечивать: непрерывную откачку, далее если для этого приходится сбрасывать часть отбираемого расхода в водоносный пласт при перерывах в откачке; эпизодическую подачу в скважину теплой воды или пара; обогрев линейными источниками тепла, в т.ч. электрокабелем.
В основу расчета водозаборных сооружений положены гидравлич. и гидродинамич. методы, позволяющие оценить понижение уровней (напоров) в водоприемных устройствах при заданном дебите в различные периоды и определ. схематизации гидрогеологии, обстановки.
Водоприемные устройства — фильтры разл. типов должны быть ремонтопригодными, т.е. обеспечивать применение импульсных, рсагентных и комбипиров. (импульсно-реагентных) способов восстановления мощности водозаборов. При истощении запасов подземных вод в р-не расположения водозаборов используют системы искусств, пополнения подземных вод, состоящие из инфильтрац. сооружений открытого (бассейны, траншеи и др.) или закрытого (скважины, колодцы) типа. Совершенствование В.п.в. достигается устройством водоприемных систем с ушир. контурами обсыпок, регулированием потока подземных вод с использованием магазиниронания стока, сооружением подземных плотин, применением технологич, приемов, обеспечивающих стабильную работу водозаборов длительное время.