 |
3.5 Горизонтальные водозаборы
|
|
|
|
Горизонтальные водозаборы, точнее водосборы, используют для отбора воды из безнапорных пластов глубиной до 8 метров и их небольшой мощности. Располагают их перпендикулярно потоку подземных вод. Подразделяются они на три группы:
- траншейные с каменно-щебеночным дренажем;
- трубчатые;
- водосборные галереи (штольни).
Могут быть и комбинированные – галереи со скважинами – усилителями.
Горизонтальные водосборы – это обычно система горизонтальных водоприемных устройств в виде заполненных фильтрующим материалом траншей, трубчатых дрен или водосборных галерей, объединенных водосборным колодцем. Вода из пласта через водоприемные отверстия поступает в колодец самотеком, а оттуда насосами перекачивается потребителю.
Каменно? -щебеночные водозаборы рекомендуется применять при глубине уровней воды до 3…4 метров для временного и нецентрализованного водоснабжения. Для этого в траншее устраивают каменно-щебеночную призму с двуслойным обратным фильтром. Траншея должна иметь уклон 0, 01…0, 05 в сторону водосборного колодца.
Трубчатые горизонтальные водосборы устраивают из керамических, пластмассовых или железобетонных труб диаметром более 150 мм с круглыми или щелевыми отверстиями. Скорость воды в них должна быть незаиляющей. Поэтому рекомендуют укладывать их с уклоном 0, 001…0, 007.
Водосборные галереи применяют для централизованных систем водоснабжения. При глубине заложения до 8 метров их устраивают открытым способом, а при большей – подземным (тоннельным). Такие галереи называются штольнями. В стенках галерей устраивают водоприемные окна, а на дне – лоток для отвода воды в сборный колодец. Выполняют галереи из сборного железобетона на бетонном основании для предотвращения осадки.
|
|
|
Для наблюдения за работой горизонтальных водосборов, их вентиляции, профилактической прочистки и ремонта устраивают смотровые колодцы, которые располагают:
- на трубчатых водозаборах диаметром 150…500 мм через 50 метров;
- то же, диаметром более 500 мм – через 75 метров;
- на галерейных водозаборах – через 100…150 метров.
Кроме того. колодцы устанавливают в местах изменения направления водоприемной части в плане или в качестве перепада. Колодцы выполняют диаметром не менее одного метра с выходом над поверхностью земли не менее 0, 2 метра. делают отмостку шириной не менее одного метра и глиняный замок. В колодцах устанавливают вентиляционные трубы высотой более двух метров над землей. Насосные станции обычно совмещают с водосборным колодцем.
Расчет водосборных колодцев производится для условий установившейся фильтрации. При этом следует определять:
- приток воды к водозабору;
- длину горизонтального водозабора, обеспечивающую требуемый расход;
- диаметр труб, галерей и т. п.
При одностороннем притоке воды к совершенной водосборной дрене или галерее из безнапорного пласта расположенной перпендикулярно потоку и перехватывающей его, расход определяют по формуле
где k – коэффициент фильтрации пласта;
l - длина галереи или дрены;
H - мощность пласта;
h - слой воды в галерее;
R - радиус кривой депрессии.
При двустороннем притоке расход удваивают.
Для несовершенных водосборов при симметричном притоке используют формулу
где Т – расстояние от уровня во ды в галерее до водоупора;
S – понижение статического уровня воды относительно уровня воды в галерее;
b - ширина галереи (диаметр трубы).
Если водозаборная дрена расположена вдоль берега реки на расстоянии L от уреза, то ее дебит определяют по формуле
|
|
|
где L/ - расчетное расстояние от оси дрены до уреза воды, т. е. приведенная длина дополнительного пути фильтрации потока со стороны поверхностного источника, обусловленная дополнительным фильтрационным сопротивлением его берегов и дна;
L/ = L + 0, 44hср, hср – средняя мощность фильтрационного потока в районе расположения дрены 
.
Для учета влияния фильтра рекомендуют увеличивать на 5…10% значения R и l.
Расчетная отметка уровня воды в сборном резервуаре определяется из выражения
Zk = Zст – S – h,
где Zст – отметка статического уровня воды в расчетной (на расстоянии R) самой
высокой точке пласта;
S - принятое понижение уровня воды;
h - потери напора на пути от расчетной точки пласта до сборного колодца по примыкающей к расчетной точке дрене или коллектору;
ik - гидравлический уклон в дрене и коллекторе на участке длиной lk;
n – число таких участков;
,
d – диаметр дрены, коллектора, м.
|
|
|
