Водопроводные системы и сооружения

Раздел: Инженерные сооружения

Горизонтальные водозаборы позволяют эксплуатировать маломощные водоносные пласты. Они особенно эффективны при расположении вблизи рек, озер и водохранилищ. Они появились значительно раньше вертикальных водозаборов в странах с засушливым жарким климатом. В разных странах они называются по-разному: кяриз, канат, фоггара.

Кяриз устраивают на косогорном участке с учетом рельефа местности ( VII.19). В водоносном пласте 5 располагают водосборную штольню if. За водосборным участком идет водосборная галерея 2, уклон которой меньше уклона поверхности земли, за счет чего собранная из грунта вода самотеком выводится наружу и поступает в сборный канал или водоем 3. С поверхности земли горизонтальную часть кяриза объединяют вертикальными колодцами 4, расположенными по длине водозабора с интервалом от 10 до 50 м.

Горизонтальные водозаборы применяют при глубине залегания водоносных пород до 8 м; при большей глубине их устраивают бестраншейным способом. В скальных породах горизонтальные водозаборы выполняют на любой глубине в виде водосборных штолен.

Современные горизонтальные водозаборы, как правило, представляют собой водосборную траншею или водосборную галерею, оборудованную соответствующими отверстиями с песчано-гравийным фильтром для приема воды. Гранулометрический состав отдельных слоев обратного фильтра определяется расчетом. Отвод воды к месту расположения водоразборных устройств производится по лоткам, расположенным в нижней части Для осмотра, вентиляции и ремонта в процессе эксплуатации водозабор оборудуется смотровыми колодцами.

Водосборные колодцы, куда поступает собранная вода, оснащаются насосными установками. В них производят замер дебита, отбор проб, осаждают взвешенные частицы.

 Если водоносный пласт питается из реки, то горизонтальный водозабор располагается параллельно урезу воды в ней. При заборе подземных вод со склона доли- ны они располагаются вдоль ее тальвега, а при движении воды вдоль оврагов — поперек оврага. Устройство горизонтального подруслового водозабора позволяет ор- ганизвать забор больших количеств воды.

Вид ус-тройств для захвата воды зависит от гидрогеологических и инженерных условий.

Простейшим типом горизонтального водозабора является открытый дренажный канал — водосборник; применяется для промышленного водоснабжения и строится в виде открытой траншейной выработки, откосы которой оборудованы песчано-гравийным фильтром.

При заборе небольших количеств воды для мелких потребителей и временного водоснабжения, а также при глубине залегания подземных вод 2—3 м от поверхности земли применяют траншейные водозаборы, каменно-ще- беночный водозабор ( VII.20, а) выполняют в траншее, укладывая фильтрующие материалы, размер которых увеличивается к середине траншеи. Соотношение диаметров частиц смежных слоев обсыпки и частиц верхнего слоя подбирают так, как и для обсыпки фильтров скважинных водозаборов. Сверху обсыпку покрывают слоем глины, а затем вынутым из траншеи грунтом. Толщина каменно-щебеночной засыпки принимается равной 0,3—0,4 вскрытой мощности водоносного слоя. Толщину каждого фильтрующего слоя принимают не менее 150 мм, ширину назначают, исходя из конструктивных особенностей водозабора и условий проведения работ, в пределах 0,8—1,2 м.

Трубчатые горизонтальные водозаборы ( VI 1.20, б) устраивают при глубине залегания подземных вод до 4—5 м. В отличие от каменно-щебеночного водозабора водоприемную часть выполняют из керамических, асбестоцементных, железобетонных, бетонных и пластмассовых труб, которые обсыпают фильтрующим материалом. В водоприемных трубах устраиваются круглые или щелевидные отверстия, расширяющиеся внутрь трубы, а в трубах больших диаметров — окна-ниши. В остальном устройство водозабора аналогично предыдущему виду. Начинают использовать трубы из пористого бетона и полимербетона, для которых не нужны фильтрующие обсыпки или достаточно устройство одного слоя.

Водозаборные галереи строят при глубинах залегания подземных вод до 6—8 м от поверхности при любых геологических и гидрогеологических условиях для крупных потребителей в ответственных системах водоснабжения. Галерею водозабора выполняют из сборных оваловидных или прямоугольных железобетонных звеньев, имеющих ширину 0,8—1 м, а высоту 1,2—2 м с учетом возможности прохода по галерее. Лоток в нижней части при глубине не более 0,5 м и ширине 0,2—0,4 м обеспечивает сток собранной воды к месту ее сбора при скоростях, исключающих выпадение взвеси.

В настоящее время разработаны водосборные галереи с водоприемными элементами из пористого бетона.

При глубинах более 8 м возможно применение горизонтального водозабора в виде водосборной штольни прямоугольной или круглой конфигурации ( VII.22). В отличие от галерей штольни строят подземным (тоннельным) способом проходки. Оборудование штольни аналогично оборудованию галереи. При необходимости повышения водопритока в стенах штольни бурят радиальные шурфы или скважины с фильтром.