10. КАПТАЖ ИСТОЧНИКОВ (РОДНИКОВ)
10.1. Каптаж источников (родников) представляет собой сооружение для захвата подземных вод, выходящих на дневную поверхность. Конструкция каптажных сооружений выбирается в зависимости от гидрогеологических условий выхода подземных вод на поверхность земли, морфологии места выхода источника, мощности отложений, покрывающих водоносный пласт, и расхода источника.
При сосредоточенном выходе подземных вод каптажное сооружение устраивается в виде камеры-колодца, расположенного над выходом восходящего источника или перед выходом нисходящего источника.
При рассредоточенном выходе подземных вод на поверхность земли в виде отдельных источников, отстоящих один от другого на расстоянии более 5 м, каптаж их осуществляется раздельно со сбором воды в общую водосборную камеру. Такой общей камерой может быть камера на основном (наибольшем по дебиту) выходе подземных вод или специальная сборная камера вне выхода подземных вод. При рассеянном сплошном, но слабо выраженном выходе подземных вод на участке каптаж их осуществляется с помощью горизонтальных трубчатых или галерейных водозаборов со сбором из них воды в общую водосборную емкость.
10.2. Каптаж источников подземных вод во избежание загрязнения осуществляется до их выхода на дневную поверхность с захватом, исключающим выход вод в обход каптажа.
В природных условиях выходы подземных вод на дневную поверхность проявляются в виде нисходящих и восходящих источников.
Нисходящие источники приурочены обычно к склонам горных возвышенностей и долин оврагов, балок, рек. Каптаж таких источников врезается в склон в расчете на прием воды через его нагорную стенку. Для этого в ней предусматриваются соответствующие отверстия. Перед отверстиями, т. е. между стенкой каптажа с водоприемными отверстиями и обнаженной поверхностью водоносного пласта, устраивается обратный фильтр, материал которого подбирается в зависимости от литологии и состава пород водоносного пласта. При небольшой мощности водоносного пласта и близком залегании водоупора днище каптажной камеры заглубляется ниже подошвы пласта на величину, позволяющую расположить расходную трубу и создать над ней необходимый напор для дальнейшего транспортирования. При этом для более полного отбора воды из пласта уровень ее в каптажной камере не должен быть выше подошвы пласта.
При большой мощности водоносного пласта и глубоком залегании водоупора каптаж по глубине вскрытия пласта может быть несовершенным. Глубина заложения нижнего ряда водоприемных отверстий в стенке каптажа и заглубление его днища при этом определяются из условий требуемой производительности каптажа с учетом создания в нем условий для дальнейшего транспорта воды. Каптаж нисходящих источников сооружается при необходимости с водоулавливающими стенками-барражами, вдоль которых со стороны потока подземных вод выкладывается призма из фильтрующего материала, сопрягающегося с обратным фильтром каптажа.
Из восходящих источников прием воды осуществляется в соответствии с ее движением снизу вверх, через дно каптажного устройства. В случаях, когда восходящий источник выходит из водоносного пласта, представленного скальными трещиноватыми, но крепкими породами, прием воды днищем каптажа осуществляется через один слой фильтрующего материала - крупного гравия, гальки или щебня неразмокаемых в воде пород.. При выходе восходящего источника из рыхлых водоносных пород, в особенности из песков, прием воды в каптаж осуществляется через обратные фильтры, располагаемые под днищем каптажа, в расчете на исключение выноса из пласта мелких частиц породы. Каптажные камеры сооружаются из сборного железобетона в открытых котлованах или в восходящих источниках при глубоком залегании водоносного пласта опускным способом.
10.3. Для нормальной работы каптажа необходимо:
а) достаточно полно по площади и глубине вскрыть выход источника;
б) предохранить источник от промерзания и попадания в него поверхностных загрязнений, насекомых, пресмыкающихся, животных;
в) принять меры по предотвращению образования оползней, размывов и обвалов в месте расположения каптажа;
г) обеспечить надежную вентиляцию каптажа.
Для эксплуатации каптажа в нем должны быть устройства для сброса излишков воды, осаждения и удаления выпавших из воды взвесей, замера и регулирования подачи воды потребителю.
Вода из каптажей подается потребителю самотеком или с помощью насосов. Насосы могут быть установлены в каптажных камерах на каптажах малой производительности, в отдельном здании у каптажа или у общей водосборной емкости, в которую стекает вода из ряда каптажей.
10.4. Конструкция железобетонных камер для каптажа восходящих и нисходящих источников показана на рис. 43.
Камеры монтируются из сборных железобетонных колец диаметром 1,5 м, горловины и люка. Между горловиной и камерой устанавливается железобетонный конус. Камера для каптажа нисходящих источников снабжена водонепроницаемым днищем. Наружные стенки камер покрываются горячим битумом за два раза, причем до покрытия они огрунтовываются праймером (битума 25 %, бензина 75 % по массе).
Поступление воды в камеры из восходящих источников осуществляется через днище (рис. 43, а), а из нисходящих - через отверстия в стенках камер (рис. 43,б). Для предотвращения выноса грунта из водоносного пласта перед входным отверстием укладывается обратный фильтр, каптажные камеры оборудуются расходной и переливной трубами.
Рис. 43. Железобетонная каптажная камера
a - для восходящего источника; б - для нисходящего источника; 1 - расходная труба; 2 - переливная труба; 3 - кольца; 4 - вентиляционная труба; 5 - растительный слой; 6 - глиняно-щебеночная отмостка; 7 - плотно утрамбованный глинистый грунт; 8 - скальный грунт; 9 - слой гравия; 10 - железобетонная плита днища; 11 - фильтр из гравия и гальки; 12 - засыпка песком; 13 - водоприемные отверстия; 14 - водоупорный пласт или нижняя граница каптируемой части водоносного пласта; I5 - водоносный пласт; 16 - нагорная канава; 17 - гравийная дренирующая отсыпка
С целью большого захвата воды нисходящих источников предусматривается устройство улавливающих стенок из глинистого грунта, вдоль которых для свободного стока воды в камеры укладывается фильтрующая призма.
10.5. Конструкции кирпичных камер для каптажа как восходящих, так и нисходящих источников показаны на рис. 44.
Рис. 44. Кирпичная каптажная камера
a - для восходящего источника; б - для нисходящего источника; 1 - люк чугунный; 2 - вентиляционная труба асбестоцементная; 3 - железобетонные кольца; 4 - железобетонные плиты; 5 - переливная труба; 6 - грязевая труба; 7 - расходная труба; 8 - гравийная подушка; 9 - бетон; 10 - железобетонная труба; 11 - крышка из досок; 12 - растительный грунт; 13 - плотно утрамбованный глинистый грунт; 14 - скальный грунт; 15 - водоприемные отверстия; 16 - гравийная дренажная отсыпка; 17 - водоупорный пласт; 18 - водоносный пласт; 19 - нагорная канава
Поступление воды в камеру для восходящего источника осуществляется через днище. Поступление воды в камеру в нисходящем источнике осуществляется с помощью водоприемных отверстий, устраиваемых в боковой кирпичной стенке.
Для предохранения выноса грунта из водоносного пласта в камеру перед ним укладывается обратный фильтр.
10.6. Конструкция глиняно-каменной камеры для каптажа неглубоко залегающих источников показана на рис. 45. Она состоит из каменной наброски, закрытой сверху и с боков слоем плотно утрамбованной глины. Поверх каменной наброски укладывается гравийный или щебеночный слой для предохранения выноса грунта в каменную наброску.
Рис. 45. Глиняно-каменная каптажная камера
а - для восходящего источника; б - для нисходящего источника; 1 - вентиляционная труба, d = 150 мм; 2 - утрамбованный глинистый грунт; 3 - крепление растительным грунтом; 4 - каменная наброска; 5 - переливная труба, d = 100 мм; 6 - латунная сетка; 7 - расходная труба; 8 - обратный фильтр (галька - d = 16
40 мм, гравий - d = 37 мм, песок - d = 0,5-1 мм); 9 - гравийный защитный слой; 10 - насыпной грунт; 11 - нагорная канава; 12 - водоупорный пласт
В камеру восходящего источника вода поступает через днище, на дно камеры укладывается обратный фильтр. Глиняно-каменная камера для каптажа нисходящего источника имеет, обратный фильтр со стороны водоносного пласта.
10.7. Дебит каптажных сооружений на источниках (родниках) в случае, когда используется только их естественный расход, устанавливается на основе наблюдений за режимом подземных вод.
В качестве расчетного принимается расход источника той или иной обеспеченности (повторяемости). Для источников, используемых для водоснабжения крупных населенных пунктов или производственных объектов, обеспеченность должна соответствовать категории надежности подачи воды, предусмотренной СНиП 2.04.02-84.
Если захват источника осуществляется с принудительной откачкой, дебит которой превышает естественный расход источника, расчет производится по формулам, данным для соответствующих типов водозаборов - шахтных колодцев (см. гл. 3) или горизонтальных водозаборов (см. гл. 7).
Типовые проекты каптажей родников разработаны Союзгипроводхозом: при расходе родников от 1 до 10 л/с - проект № 820-4-2, при расходе от 10 до 15 л/с - проект № 820-4-3; срок действия типовых проектов до 1990 г.
Продолжение документа: ПОСОБИЕ по проектированию сооружений для забора подземных вод (к СНиП 2.04.02-84) часть 3