17. Водоснабжение из подземных источников

Наибольшее распространение в системах сельскохозяйственного водоснабжения получили подземные воды. Преимущественное использование подземных вод можно объяснить, прежде всего, их хорошим качеством и значительным распространением по территории. Системы водоснабжения с забором подземных вод экономически выгоднее систем с поверхностными источниками, так как чаще всего не требуется строительство дорогостоящих очистных сооружений для улучшения качества воды. Но даже и при наличии таких сооружений стоимость систем водоснабжения с забором подземных вод в основном ниже.

На рис.17.1 представлена схема централизованного водоснабжения из подземных источников.

1 – источник водоснабжения (скважина, или группа скважин); 2 - водоподъемник; 3 – сборный резервуар; 4 – насосная станция второго подъема; 5 - установка для обеззараживания воды; 6 – водовод; 7 – водонапорная башня; 8 – распределительная сеть

Рис.17.1

Подземные воды образуются вследствие просачивания в землю атмосферных и поверхностных вод. подземные воды могут быть безнапорными и напорными (артезианскими).

Безнапорные воды заполняют водоносные горизонты не полностью и имеют свободную поверхность. Примером безнапорных вод может служить вода в водоносном горизонте, вскрытом колодцем 1 (рис.17.2).

Рис.17.2

Вода устанавливается в этом колодце устанавливается на уровне, совпадающем с уровнем подземных вод. Безнапорные подземные воды первого от поверхности водоносного горизонта (слой, вскрытый колодцем 1) называют грунтовыми. Эти воды характеризуются повышенной загрязненностью, поэтому при использовании для целей водоснабжения их в большинстве случаев подвергают очистке.

Напорные (артезианские) воды заполняют водоносные горизонты полностью. Примером напорных вод может служить вода в водоносном горизонте, вскрытом колодцем 2. Артезианские воды, как правило, характеризуются высоким качеством и в большинстве случаев могут использоваться для хозяйственных целей без очистки.

В колодце, вскрывающем напорный водоносный горизонт, вода поднимается до пьезометрической линии.

Уровень воды, устанавливающийся в колодце при отсутствии водозабора, называется статическим. Статический уровень безнапорных вод совпадает с уровнем подземных вод (рис.17.3), уровень напорных вод совпадает с пьезометрической линией А-А (рис.17.4).

Рис.17.3

Рис.17.4

При откачке воды из колодца уровень ее снижается, причем тем больше, чем интенсивнее откачка. Такой уровень называют динамическим (линия ББ).

Уровни воды и пьезометрические линии, устанавливающиеся вокруг колодцев при откачке из них воды (в поперечном разрезе они имеют выпуклую кверху форму), называют кривыми депрессии. Область, ограниченную кривыми депрессии, называют депрессионной воронкой.

При использовании подземных вод первый пояс санитарной охраны составляет участок вокруг колодцев, скважин и других сооружений радиусом 30…50 м. Границы второго пояса зоны охраны подземного источника устанавливают с учетом расположения областей питания подземных вод и ограничения вводят в зависимости от гидрогеологических условий их залегания.

Для централизованного водоснабжения наиболее целесообразно использовать межпластовые напорные водоносные горизонты.

Водозаборные скважины (рис.17.5) сооружают в основном ударно-канатным (а) или роторным способом (б). Скважина имеет следующие основные части: ствол, закрепленный колонной труб 3, устье 1, водоприемную часть, оборудованную в рыхлых породах фильтром 6. Нижняя часть скважины представляет собой отстойник 7 в виде участка трубы длиной 2…10 м.

Рис.17.5

Конструкция скважины определяется ее глубиной, геологическим строением пород и способом бурения. Устье скважины закрепляют направляющей трубой, которая при бурении придает стволу вертикальное положение. В верхней части ствола располагают первую колону обсадных труб – кондуктор 2, который препятствует попаданию в скважину загрязненных поверхностных вод. Его доводят до первого водоупорного слоя глин и заводят в этот слой на 3…5 м.

Ствол скважины от кондуктора до водоносного пласта в зависимости от способа бурения крепится одной или несколькими колоннами обсадных труб 4. В водоносном пласте, сложенном песчаными, гравелистыми и другими рыхлыми породами, устанавливают в большинстве случаев щелевидный, сетчатый, блочный или гравийный фильтр. Кольцевой зазор между фильтровой и обсадной колоннами уплотняется сальником 5.

Скважины сельскохозяйственного назначения имеют диаметр 150…400 мм и глубину до 500 м.

В зависимости от дебита скважин и потребного расхода воды устраивают несколько скважин, работающих на общий сборный резервуар.