Строительство колодцев. Каптажи родников.
Удобно жить в доме, где есть вода, подаваемая централизованно, но не всегда существует такая воз-можность. Здесь на помощь приходят подземные источники водоснабжения. Применяя водозаборные уст-ройства и специальное оборудование, подземные воды можно «укротить» и использовать индивидуально. С этой целью устраиваются шахтные (наиболее распространённые) и трубчатые колодцы.
Источники водоснабжения
Источниками водоснабжения могут быть поверхностные и подземные воды. Воды почвенного слоя и верховодка (так называемые, воды зоны аэрации) питаются, главным образом, атмосферными осадками и задерживаются на непроницаемых для них водоупорных слоях. Эти воды имеют неустойчивый дебит (ко-личество литров воды в час) и подвержены загрязнению, поэтому, в водоснабжении обычно не использу-ются.
Безнапорные грунтовые воды, связанные обычно с поверхностными водами рек, морей и озёр, по-полняются атмосферными осадками в некотором отдалении от места их забора и могут служить для хозяй-ственно-питьевых нужд. Эти воды обладают малым дебитом, также подвержены загрязнению и требуют особого внимания к организации зоны санитарной охраны.
Для получения безнапорных грунтовых вод, применяют шахтные колодцы, выполняемые из камня, бетона, железобетона, дерева, в которые вода поступает через дно и стенки. Вода в колодцах устанавлива-ется на том же уровне, что и в водоносном слое.
Выбор места водозабора
Выбор места водозабора нецентрализованного водоснабжения имеет приоритетное значение для со-хранения постоянства качества питьевой воды, предотвращения её бактериального или химического за-грязнения, предупреждения заболеваемости различными инфекциями, передающимися водным путём.
Для выбора места водозабора, рекомендуется привлечь соответствующих специалистов, имеющих в своём распоряжении геологические и гидрогеологические данные, а также, результаты санитарного обсле-дования близлежащих территорий.
Геологические и гидрогеологические сведения об участке должны включать в себя данные о глубине залегания грунтовых вод, направлении их потока на данной местности, примерную мощность водоносного пласта, взаимодействие этих пластов на соседних участках и с поверхностными водами (река, пруд, ручей, болото и т. п.). В данных санитарного обследования должна быть информация о санитарном состоянии участка и прилегающей к нему территории, о возможных источниках бактериального и химического за-грязнения воды.
Место для водозабора выбирается на чистом участке, удалённом не менее, чем на 50 метров выше по потоку грунтовых вод от выгребных ям, мест захоронения людей и животных, канализационных сооруже-ний, складов ядохимикатов и т. п.
Водозаборы нельзя устраивать в местах, затапливаемых паводковыми водами, в заболоченных мес-тах, а также ближе 30 метров от магистралей с интенсивным движением транспорта.
Шахтные и трубчатые колодцы
Шахтные и трубчатые колодцы являются наиболее распространёнными в сельской местности или на садовых участках. Шахтные колодцы предназначены для получения подземных вод из первого от поверх-ности безнапорного водоносного пласта, залегающего на глубине до 10 метров, реже — до 15-20 метров. Облицовка колодца (из камня, дерева, бетона, железобетона) должна быть плотной, хорошо изолирующей колодец от поверхностных стоков. Надземная часть колодца — оголовок (см. Рис. 1) — служит для защиты шахты от загрязнения, а также, для наблюдения водоподъёма и водозабора, и выполняется не менее чем на 0,7-0,8 м выше поверхности земли. Оголовок колодца должен иметь крышку или железобетонное перекры-тие с люком, закрываемым также крышкой. Сверху оголовок прикрывают навесом или помещают в будку.
По периметру оголовка колодца выполняется «замок» глубиной до 2 м и шириной до 1 м, из хорошо промятой и тщательно уплотнённой глины или жирного суглинка, а также отмостка из кирпича, камня, ас-фальта или бетона радиусом, не менее 1 м с уклоном 0,1 м от колодца в сторону лотка. Вокруг колодца, в целях безопасности, устраивается ограждение, а рядом с колодцем — должна быть подставка для вёдер. Для подъёма воды из колодца через шахту применяются бадьи, черпаки, вёдра и т. п.
Для устройства деревянного сруба должна применяться древесина только хорошего качества, очи-щенная от коры, без червоточин и трещин, не поражённая грибком и заготовленная не менее, чем за полго-да до её применения. Венцы надводной части сруба (брёвна или брус) выполняются из сосны или ели, а водоприёмная часть сруба — из ольхи, дуба или лиственницы.
Водоприёмная часть колодца
Водоприёмная часть колодца необходима для притока и накопления грунтовых вод, она заглубляется в водоносный пласт для увеличения дебита. Для обеспечения притока воды в колодец, в нижней его части выполняют отверстия. На дне колодца устраивается обратный фильтр для того, чтобы грунт не выпирало грунтовыми водами со дна колодца и вода была чистой.
Обратный фильтр надлежит выполнять из нескольких слоев песка и гравия толщиной по 10-15 см каждый (общая толщина — не менее 60 см).
В нижнюю часть фильтра укладывается песок мелких фракций, а в верхнюю — крупных. В колодце следует предусмотреть вентиляционную трубу. Ее выводят на 2 и более метра над поверхностью земли, а верхнее отверстие защищают колпаком с сеткой (см. Рис. 2).
Для ремонта и очистки колодца, в его стенки закрепляют металлические скобы (лучше из чугуна), располагая их в шахматном порядке на расстоянии 30 см друг от друга. Для подъёма воды из шахтных ко-лодцев применяют ручные или электрические насосы, а при их отсутствии, устраивают деревянный бара-бан (ворот) с одной или двумя ручками, ворот с колесом для одной или двух ёмкостей, «журавль» с бадьёй или другой посудиной, по объему равной ведру для удобства перелива из неё воды в вёдра.
Очистка колодца
Всякий источник водоснабжения подвержен загрязнению. Грунтовые воды неглубокого залегания за-грязняются через почву, неисправности в сетях канализации и по ряду других причин. Для охраны колодца от загрязнения, территория вокруг него должна быть благоустроена и озеленена, а сам колодец периодиче-ски следует очищать от донных отложений ила и удалять водную растительность.
Если, всё же, в колодец попали сточные воды, фекалии и др., то его необходимо дезинфицировать. Выполняется дезинфекция и в целях профилактики желудочно-кишечных заболеваний по окончании строительства колодца либо после его очистки и ремонта. Для дезинфекции используется хлорная известь. Выполняться эта работа должна специалистами санэпиднадзора.
Очистка колодца проводится через 2 часа после предварительной дезинфекции, затем, из него удаля-ют воду, очищают от посторонних предметов, снимают грязь и иловый налёт со стенок шахты. После очи-стки, содержимое вывозят на свалку, либо закапывают в яму глубиной не менее 0,5 м, устроенную на рас-стоянии не менее 20 м от колодца. Грязь и ил предварительно заливают 10-процентным раствором хлорной извести.
Шахтные колодцы, как правило, обеспечивают большой дебит, т. к. водосбор колодца пересекает грунтовый поток в направлении, перпендикулярном его течению. Чтобы измерить объём воды в колодце, нужно в течение 10 минут откачивать из него воду, после чего, засечь время, за которое уровень воды в колодце восстановится.
Расчёт можно провести по формуле:
Д=(Вх60):Т,
где
Д — дебит колодца (литр в час),
В — объём воды до откачки (литры),
Т — время, в течение которого восстановился уровень воды, плюс время, в течение которого откачи-вали воду,
60 — числовой коэффициент.
Утепление колодца
На зимний период колодец необходимо защитить от промерзания. Для этой цели можно использовать чистую прессованную солому, сено и т. п., не допуская их попадания в воду. Категорически запрещается использование стекловаты, минваты и синтетических утеплителей.
При невозможности использования колодца (обрушился сруб, заилились фильтры, колодец обмелел или ухудшились качества воды), придётся его ликвидировать, предварительно демонтировав надземное оборудование. С этой целью, колодец засыпают чистым грунтом (лучше — глиной с утрамбовкой), оставив холмик земли 20-30 см на усадку.
Размеры поперечного сечения сруба зависят от глубины колодца и составляют от 1х1 м до 1,5х1,8 м. Готовый сруб маркируется, а затем опускается в подготовленный котлован.На рисунке 4 показан один из способов соединения углов сруба «в обло» (или «в чашу»).
При устройстве котлована, используются временные крепления из досок и брусков. Пазухи между стенками сруба и котлована засыпают глиной, устраивая тем самым водоупорный замок.Материалом для стен шахтного колодца могут служить бетонные или железобетонные кольца (см. Рис. 2 и 3). Для их монтажа применяется опускной метод, т. е., под стенками колец подрывается грунт, и кольца постепенно опускаются на нужную глубину.
Для приёма воды дно такого колодца засыпается послойно крупнозернистым материалом (песок, гра-вий) с постепенным увеличением крупности зёрен снизу вверх. В боковых стенках бетонных и железобе-тонных колодцев создают водоприёмные отверстия путем закладки в них труб, при бетонировании. При использовании для стенок шахты колодца бутового камня или кирпича, водоприёмными отверстиями слу-жат не заполненные раствором сквозные швы.
При мелкозернистых грунтах, водоприёмные отверстия в стенках шахтных колодцев целесообразно выполнять воронкообразной или наклонной формы (гравитационные фильтры), заполняя их песком или гравием по принципу обратных фильтров. Такая загрузка не вымывается в колодец.
О качестве воды
Вода должна быть не только чистой и прозрачной, но и не вредной для здоровья, не содержать болез-нетворных бактерий. В воде может быть избыток фтора или железа, сероводород, кремнекислоты. Часто подземные источники содержат много солей и обладают значительной жёсткостью. Избыток солей удаля-ется известью, содой, поваренной солью и другими реагентами. При низкой щёлочности производится подщелачивание воды.
Для удаления из воды органических веществ (разлагающиеся растения или животные, приводящие к появлению в воде болезнетворных бактерий), применяют активированные угли. В гидросфере Земли нахо-дится около 1,5 млрд. кубических километров воды, однако, 98% — это солёная вода океанов, примерно, 2% — вода ледников и полярных льдов, и только 0,06% общего объёма — пресная вода суши.
Количество подземных вод составляет около 400 млн. куб. км, т. е., около 25% объёма воды в океа-нах. Большая часть этих вод либо минерализована и не может быть использована без опреснения, либо на-ходится на большой глубине. Примерно, 60% населения планеты постоянно испытывает недостаток в пре-сной воде. Великие цивилизации и культуры древности были всегда обязаны своим расцветом искусству человека добывать воду, порой, в крайне трудных природных условиях. Первые известные нам водопрово-ды были построены до нашей эры в Древнем Риме и Греции. В начале н. э. первые водопроводы строились в Крыму и Грузии, в XII веке — в Новгороде, в XII-XVI вв. — в Киеве и Пскове, в XV веке — в Москов-ском Кремле. В XVIII веке в Петербурге был сооружён канал для снабжения водой Зимнего дворца и Лет-него сада, а также, водопроводы в Петродворце и Царском Селе. В средние века один житель расходовал 10-15 литров воды в сутки, но, к концу XIX века эта цифра возросла втрое, а в наши дни только на хозяйст-венно-питьевые нужды одного человека расходуется от 150 до 600 литров воды в сутки.
С учётом же потребления воды промышленностью и сельским хозяйством, суммарный расход воды на одного жителя, в сутки, достигает более 6000 литров.
Каптажи родников
Подземные воды делятся на напорные (артезианские) и безнапорные. Они могут выходить на дневную поверхность. В таком случае, их называют родниками.
Выход безнапорных вод именуют нисходящим ключом, а выход напорных вод — восходящим клю-чом.
Ключевая вода отличается превосходным вкусом, высоким качеством и может использоваться для питьевых нужд без очистки.Для сбора такой воды производится каптаж родников с помощью каптажных камер. Для захвата вод восходящих ключей, устраиваются камеры с приёмом воды через нижнюю часть камеры.
Для увеличения водоприёмной поверхности, каптаж осуществляется в виде горизонтальных водозаборов, выполняемых из железобетонных, бетонных или керамических труб с круглыми или щелевыми отверстиями. Во избежание вымывания водой частиц грунта в водозаборы, их обсыпают фильтрующей песчаногравийной загрузкой.
Чтобы исключить поступление в водозаборы загрязнённых поверхностных стоков, на поверхности земли, под водозаборами, устраивают глиняную подушку. Простейший горизонтальный водозабор может выполняться из коротких труб с зазорами в местах соединений, из кирпича или бутового камня, без применения раствора. Для осмотра и очистки горизонтальных водозаборов через каждые 50-150 м по их длине устраивают смотровые колодцы.
Забор воды из восходящего родника (см. Рис. 5) осуществляется через дно каптажной камеры, из нисходящего (см. Рис. 6) — через отверстия стен камеры.
Если порода, через которую проходит вода, трещиноватая, то в каптажной камере фильтр можно не делать, если же породы рыхлые, устраивают обратный фильтр из песчано-гравийной смеси.
Для защиты камеры от затопления поверхностными водами, предусматривают устройство водоотводных нагорных канав, отмостку, а на зимний период, для защиты камеры от промерзания, её утепляют.
В каптажной камере необходимо предусмотреть переливную трубу (D=100 мм и более), рассчитан-ную на наибольший дебит родника, с установкой на конце клапана-захлопки, а также — вентиляционную трубу, выведенную выше поверхности земли, не менее, чем на 2 м. Верхнее отверстие трубы защищают колпаком с сеткой.
Для освобождения родника от взвеси, каптажную камеру следует разделить переливной стенкой на два отделения: одно — для отстаивания воды с последующей очисткой от осадка, второе — для забора воды насосом.
Если вблизи нисходящего родника имеется несколько выходов, то каптажная камера выполняется с открылками.
Каптажные камеры нисходящих родников должны иметь водонепроницаемые стены (за исключением стены со стороны водоносного горизонта) и дно, что достигается путем устройства глиняного замка из мя-той и утрамбованной глины. Камеры восходящих родников оборудуют глиняным замком только по периметру стен. Материалом стен каптажных камер может быть бетон, железобетон, кирпич, камень, древесина (ель, сосна, дуб хорошего качества, без коры, червоточин и глубоких трещин, без поражений грибком).
Горловина камеры (люк) выводится выше поверхности земли, не менее, чем на 0,8 м и закрывается крышкой.
Камера помещается в будку либо павильон, а территория вокруг неё огораживается. На водозаборной трубе устраивается кран с крючком для подвешивания ведра.
Труба выводится на 1-1,5 м от каптажа, под краном устанавливают скамью для вёдер, а для отвода излишка воды на земле, у конца водозаборной и переливной труб выполняют замощённый лоток. Периодически камера должна осматриваться, очищаться и дезинфицироваться. В стену камеры должны быть вмонтированы скобы из чугуна, либо в камере монтируется лестница. Вход в каптажную камеру устраивают не над водой, а в стороне, чтобы грязь с обуви не попадала в воду. Люк должен быть достаточной высоты и размеров для обеспечения удобства обслуживания каптаж-ной камеры.
Каптажные камеры обеспечивают накопление необходимых запасов воды для хозяйственно-питьевого водопотребления. Запасы подземных вод могут возобновляться за счёт искусственного пополнения водами поверхностных источников (рек, озёр и т. п.), но, для этого необходимы специальные системы сооружений непрерыв-ного или периодического действия (водозаборы).
По материалам статей
инженера-строителя Н. Родионовой.
Бюллетень «Строительный магазин»,
№ 22/2000.
инженера-строителя Н. Родионовой.
Бюллетень «Строительный магазин»,
№ 22/2000.
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ 
213