Каптажный колодец что это
Каптаж подземных вод
Каптаж подземных вод. Ключи, родники являются выходами подземных вод на поверхность земли. Условия выхода источников весьма разнообразны. Для использования родниковой (ключевой) воды, отличающейся высокими показателями качества, применяют каптажные сооружения. Типы и конструкции их зависят от гидрогеологических условий выхода родников, мощности источника, топографии и других факторов. При рассредоточенном выходе воды вдоль фронта потока каптаж осуществляется с помощью горизонтальных водозаборов каменно-щебеночного или галерейного типа; при сосредоточенном — водосборных камер.
В зависимости от условий выхода на поверхность родники бывают двух типов — восходящие и нисходящие.
Нисходящие источники образуются в местах выхода на поверхность водоносных пластов, лежащих на водонепроницаемых породах; это происходит на склонах горных возвышенностей и долин рек, оврагов и балок.
Восходящие родники образуются при выходе напорных вод в местах нарушения целостности перекрывающих их водонепроницаемых пластов. При нисходящих родниках каптажное сооружение располагается перед местом их интенсивного выхода. При каптаже восходящих родников водозаборное сооружение располагается над выходом источника.
В зависимости от условий выхода на поверхность земли из водоносного горизонта каптажи могут иметь различную конструкцию:
в виде дренажных труб со сборным колодцем и камерой, одной каптажной камеры, а иногда в виде шахты с отводной трубой.
Каптажные сооружения должны сроиться в местах, где нет опасности возникновения обвалов, провалов, размыва и оползней, так как должно быть исключено попадание в каптаж загрязнений, затопление места его расположения и промерзание.
На рисунке ниже представлен типовой проект для каптажа нисходящих родников из водоносных пластов, представленных гравийно- галечниковыми и трещиноватыми породами. Сооружение выполняют в виде камеры, имеющей железобетонное перекрытие и днише, а стены — из железобетонных колец. Вода в водоприемную камеру поступает через водоприемные отверстия, обсыпанные гравийным фильтром. С обеих сторон камеры устраивают водоулавливающие стенки из плотноутрамбованного глинистого грунта.
Пространство, образованное стенками, перед входными окнами заполняют песком. Камеру оборудуют расходной, переливной и вентиляционными трубами. В тех случаях, когда мощность водоносного пласта незначительна, а водоупорный пласт расположен близко к поверхности, днище каптажа заглубляют в подошву пласта. Величину заглубления определяют исходя из расположения расходной трубы в вертикальной плоскости; над трубой образуется слой воды, обеспечивающий напор, достаточный для дальнейшего ее транспортирования.
Для максимального использования водоносного пласта необходимо, чтобы уровень воды в каптажной камере не превышал отметки подошвы пласта.
Водоприемник для каптажа нисходящих ключей
1 — водоприемная камера; 2—люк для входа в галерею; 3 — вентиляционная труба; 4 — водоприемные отверстия; 5 —лестница; 6 — фильтрующая загрузка; 7 — утрамбованная глина; 8 — расходная труба; 9— переливная труба; 10 — водоносный пласт; 11 — водоупорный пласт
Каптаж воды из восходящих родников производится через дно каптажного сооружения. Типовой проект такого устройства приведен на рисунке ниже.
Устройство также выполнено из сборных железобетонных элементов. В основании камеры лежит фильтрующий материал из гравия, гальки, щебня, подбор которого производят из условий, исключающих вынос мелких частиц в приемную камеру. В том случае, если вода из каптажных камер не может быть подана потребителю самотеком, применяются насосные установки. Дебит каптажей определяется на основе наблюдений за режимом подземных вод.
Водоприемник для каптажа восходящих ключей
Каптажные водозаборы для захвата подземных вод
Выбор места размещения водозабора для захвата подземных вод определяют мощностью и глубиной залегания водоносного слоя, направлением течения подземного потока и санитарными условиями. Подземные воды, которые выходят на поверхность земли в виде родников, захватывают специальными приспособлениями — каптажными водозаборами, выполненными в виде водосборной камеры или неглубокого опускного колодца.
Для оборудования каптажного водозабора источник расчищают, что облегчит выход родниковой воды на поверхность. Для этого снимают верхние слои грунта и устраивают ограждающие стенки, которые препятствуют загрязнению родниковой воды поверхностными стоками. Захват воды из восходящего родника осуществляют через дно каптажной камеры, из нисходящего — через отверстие в стене камеры.
Каптажный водозабор не должен создавать подпор воды в роднике в его природном состоянии, иначе родниковая вода найдет новый более легкий выход. Наоборот, снижение уровня воды в роднике может привести к увеличению его дебита. Дебитом родника называют количество воды в м3, которую получают в течение одного часа.
Рис. 1. Каптаж восходящего родника
1 — глина;
2 — донный фильтр;
3 — грязевая труба;
4 — водоотводящая канава;
5 — вентиляционный стояк;
6 — водоотводящая труба;
7 — колодец размещения задвижек;
8 — переливная труба
Каптажный водозабор для восходящих родников (рис. 1), которые чаще всего встречаются на равнинной местности, — это круглая или прямоугольная шахта-колодец без дна. Сооружают такие колодцы из камня, кирпича, бетона или древесины, а их размеры зависят от площади, на которой есть родники.
Обычно колодец доводят к месту выхода родника из основных пород. Забор воды осуществляется через дно каптажной камеры, для чего в днище каптажной камеры проделывают круглые или щелевые отверстия. Защиту водозабора от загрязнения поверхностными стоками осуществляют глиняной подушкой.
Чтобы избежать вымывания водой частиц грунта, водозаборы обсыпают фильтрующей песчано-гравийной засыпкой. Для защиты камеры от затопления поверхностными водами предусматривают устройство водоотводных нагорных канав, отмостку, а на зимний период для защиты камеры от промерзания ее утепляют.
В каптажной камере необходимо предусмотреть переливную трубу (0 = 100 мм и более), рассчитанную на наибольший дебит родника, с установкой на конце клапана — захлопки, и 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, каптажная камера выполняется с открылками.
Рис. 2. Каптаж нисходящего родника
1 — водоотводной желоб;
2 — гидроизоляция;
3 — плита перекрытия;
4 — дренаж;
5 — водоносный слой;
6 — гравийный фильтр;
7 — бетонное основание;
8 — водозаборная труба;
9 — переливная труба;
10 — скобы;
11 — вентиляционная труба;
12 — фильтр водозабора
Забор воды из нисходящего ключа выполняется по тому же принципу, но отверстия устраивают не в днище, а в стенах каптажной камеры (рис. 2). Каптажные камеры нисходящих родников должны иметь водонепроницаемые стены (за исключением стены со стороны водоносного горизонта) и дно, что достигается устройством глиняного замка из мятой и утрамбованной глины.
Камеры восходящих родников оборудуют глиняным замком только по периметру стен. Материалом стен каптажных камер может служить бетон, железобетон, кирпич, камень, древесина (ель, сосна, дуб хорошего качества, без коры, червоточин и глубоких трещин, без поражений грибком). Горловина камеры (люк) закрывается крышкой и возвышается над поверхностью земли не менее чем на 0,8 м.
Камера помещается в будку либо павильон, а территория вокруг нее огораживается. Камера периодически должна осматриваться, очищаться и дезинфицироваться. На водозаборной трубе устраивается кран с крючком для подвешивания ведра.
Труба выводится на 1 — 1,5 м от каптажа, под краном устанавливают скамью для ведер, а для отвода излишка воды на земле у конца водозаборной и переливной труб оборудуют замощенный лоток. В стене камеры должны быть вмонтированы ходовые скобы из чугуна или металлическая лестница.
Вход в каптажную камеру устраивают не над водой, а в стороне, чтобы загрязнения с ног не попадали в воду. Люк должен быть достаточной высоты и размеров для обеспечения удобного проникновения в каптажную камеру. Каптажные камеры обеспечивают накопление необходимых запасов воды для хозяйственно-питьевого водопотребления.
Запасы подземных вод могут возобновляться за счет искусственного пополнения водами поверхностных источников (рек, озер и т.п.), но для этого необходимы специальные системы сооружений непрерывного или периодического действия.
Каптаж родниковых вод
Под каптажем родниковых вод понимают оборудование естественного места выхода подземных вод на поверхность земли с целью использования их для небольших объектов водоснабжения. При этом осуществляют две основные операции:
Конструкция каптажных сооружений должна обеспечивать наиболее благоприятный гидравлический режим поступления воды из водоисточника в приемный колодец, сохранять родник от истощения, заиления и подпора, быть простой и прочной, не ухудшать качества воды.
Различают каптажи восходящих и нисходящих родников. Образование первых обусловлено наличием в кровле напорного водоносного пласта трещин, по которым вода поднимается на поверхность земли. При этом нередко выход перекрывают 2-3 метровые слои наносных грунтов. Эти слои удаляют, расчищают место выхода воды и засыпают его отмытым гравием или щебнем с целью предотвращения загрязнении родника. После этого сооружают железобетонную камеру и оборудуют ее промывной и и отводящей трубой, вентиляционным стояком.
Конструкция каптажной камеры нисходящего родника
Нисходящие родники образуются на склонах балок и долин в местах выклинивания на поверхность земли водоносных горизонтов. В зависимости от условий выхода родников на поверхность земли их каптаж может осуществляться по следующим cxeмам
Каптажные бетонные, железобетонные (реже бутовые) камеры с наружной стороны грунтуют праймером и покрывают битумом. Перед водоприемной поверхностью устраивают обратный песчано-гравийный фильтр, предотвращающий вынос водоносной породы в водоприемную камеру.
Вода из каптированных родников самотеком собирается в общий резервуар чистой моды, обеззараживается, если это необходимо, а оттуда насосами подается в сеть или водонапорную башню. Следует отметить, что для небольших объектов водопотребления при наличии стабильных родниковых водоисточников это самый дешевый, экологически чистый подземный водозабор, обеспечивающий в большинстве случаев воду с хорошими вкусовыми качествами.
Производительность источника обычно оценивают на основании наблюдений за его дебитом и сопоставления этого дебита с факторами, влияющими на его изменения. Особенно важно при анализе изменения дебита источников учитывать гидрогеологические условия выхода и изменение этих условий при каптаже.
Важнейшими характеристиками дебита источника являются: норма расхода, минимальный и максимальный расходы, коэффициент неравномерности и модульный коэффициент для минимального расхода. Эти характеристики изменяются в зависимости от срока наблюдений. Минимальный расход вводится обычно при оценке полезной отдачи источника как расчетный. Однако следует учитывать, что максимальное потребление может совпасть с минимальным расходом источника.
Каптаж
Полезное
Смотреть что такое «Каптаж» в других словарях:
КАПТАЖ — (франц. captage; от лат. cap tare стараться поймать, ловить, хватать), сооружение, посредством к рого вода пресного или минерального источника или грунтовая вода, не имеющая свободного выхода на земную поверхность, собирается в одно определенное… … Большая медицинская энциклопедия
КАПТАЖ — или КАПТИРОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА (от фр. captif пленный и captiver пленять, покорять). Изолирование, устранение примешивание к минер. источнику пресных вод. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910.… … Словарь иностранных слов русского языка
каптаж — а, м. captage m. 1. Заключение питьевой или минеральной воды источника в трубы с целью предотвратить потерю воды от просачивания в почву; к. применяется для водоснабжения, искусственного орошения и обеспечения правильной работы лечебных… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
каптаж — сооружение, заключение Словарь русских синонимов. каптаж сущ., кол во синонимов: 2 • заключение (51) • … Словарь синонимов
каптаж — 1. Мероприятия по сбору подземных вод в местах их выхода на поверхность путём устройства приёмных камер и колодцев, а также каналов, заполняемых гравием 2. Сооружения по сбору подземных вод [Терминологический словарь по строительству на 12 языках … Справочник технического переводчика
каптаж — нисходящего источника: 1 водосборная камера; 2 водоприемная стенка; 3 гравийно песчаный фильтр; 4 периливная стенка; 5 промывная (грязевая) труба; 6 водозаборная труба; 7 сливная труба; 8 … … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
КАПТАЖ — (франц. captage) инженерно техническое сооружение, обеспечивающее доступ к подземным водам, пластам нефти и газа с поверхности земли и служащее для их эксплуатации … Большой Энциклопедический словарь
Каптаж — (франц. captage, от лат. capto ловлю, хватаю * a. capping, catchment; н. Fassung, Wasserfassungsmaβnahmen; ф. captage; и. captacion) инж. техн. сооружение, обеспечивающее вскрытие подземных вод, нефти или газа, вывод их на поверхность,… … Геологическая энциклопедия
КАПТАЖ — КАПТАЖ, каптажа, мн. нет, муж. (франц. captage, букв. поимка, уловление) (спец.). Заключение минерального источника в трубы с целью предотвратить потерю воды от просачивания в почву. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
КАПТАЖ — сооружение для захвата воды из ключей и других грунтовых источников с последующей подачей ее к месту потребления … Технический железнодорожный словарь
Каптаж — сооружение (каменная наброска, колодец, траншея) для перехвата и сбора подземных вод в местах их вывода на поверхность. Источник: СНиП 30 02 97*. Планировка и застройка территорий садоводческих (дачных) объединений граждан, здания и сооружения… … Официальная терминология
СТРОИТЕЛЬСТВО КОЛОДЦЕВ. КАПТАЖИ РОДНИКОВ
Удобно жить в доме, где есть вода, подаваемая централизованно, но не всегда существует такая возможность. Здесь на помощь приходят подземные источники водоснабжения. Применяя водозаборные устройства и специальное оборудование, подземные воды можно «укротить» и использовать индивидуально. С этой целью устраиваются шахтные (наиболее распространенные) 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 (количество литров воды в час) и подвержены загрязнению, потому в водоснабжении обычно не используются.
Безнапорные грунтовые воды, связанные обычно с поверхностными водами рек, морей и озер, пополняются атмосферными осадками в некотором отдалении от места их забора и могут служить для хозяйственно-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 устанавливается на том же уровне, что и в водоносном слое.
Выбор места водозабора
Выбор места водозабора нецентрализованного водоснабжения имеет приоритетное значение для сохранения постоянства качества питьевой воды, предотвращения ее бактериального или химического загрязнения, предупреждения заболеваемости различными инфекциями, передающимися водным путем. Для выбора места водозабора рекомендуется привлечь соответствующих специалистов, имеющих в своем распоряжении геологические и гидрогеологические данные, а также результаты санитарного обследования 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 загрязнения воды.
Место для водозабора выбирается на чистом участке, удаленном не менее чем на 50 метров выше по потоку грунтовых вод от выгребных ям, мест захоронения людей и животных, канализационных сооружений, складов ядохимикатов и т. п. Водозаборы нельзя устраивать в местах, затапливаемых паводковыми водами, в заболоченных местах, а также ближе 30 метров от магистралей с интенсивным движением транспорта.
Шахтные и трубчатые колодцы
Шахтные и трубчатые колодцы являются наиболее распространенными в сельской местности или на садовых участках. Шахтные колодцы предназначены для получения подземных вод из первого от поверхности 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 водоподъема и водозабора, и выполняется не менее чем на 0,7–0,8 м выше поверхности земли.
Рис. 1
Разрез колодца
Оголовок колодца должен иметь крышку или железобетонное перекрытие 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 уплотненной глины или жирного суглинка, а также отмостка из кирпича, камня, асфальта 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 ведер. Для подъема воды из колодца через шахту применяются бадьи, черпаки, ведра и т. п.
Для устройства деревянного сруба должна применяться древесина только хорошего качества, очищенная от коры, без червоточин и трещин, не пораженная грибком и заготовленная не менее, чем за полгода до ее применения. Венцы надводной части сруба (бревна или брус) выполняются из сосны или ели, а водоприемная часть сруба – из ольхи, дуба или лиственницы.
Водоприемная часть колодца
Водоприемная 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).
Рис. 2.
Разрез колодца
из железобетонных колец
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 подъема воды из шахтных колодцев применяют ручные или электрические насосы, а при их отсутствии устраивают деревянный барабан (ворот) с одной или двумя ручками, ворот с колесом для одной или двух емкостей, «журавль» с бадьей или другой посудиной, по объему равной ведру для удобства перелива из нее воды в ведра.
Очистка колодца
Всякий источник водоснабжения подвержен загрязнению. Грунтовые воды неглубокого залегания загрязняются 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 периодически следует очищать от донных отложений ила и удалять водную растительность.
Если все 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 удаляют воду, очищают от посторонних предметов, снимают грязь и иловый налет со стенок шахты. После очистки содержимое вывозят на свалку, либо закапывают в яму глубиной не менее 0,5 м, устроенную на расстоянии 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 объем воды в колодце, нужно в течение 10 минут откачивать из него воду, после чего засечь время, за которое уровень воды в колодце восстановится.
Расчет можно провести по формуле:
Д=(Вх60):Т ;
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) придется 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»).
Рис. 4-1.
Рубка углов колодца
«в обло» («в чашку»).
Простое соединение
Рис. 4-2.
Рубка углов колодца.
Разметка чашки
Рис. 4-3.
Рубка углов колодца.
Вырубка чашки
Рис. 4-4.
Рубка углов колодца.
Вырубка чашки
Рис. 4-5.
Рубка углов колодца.
Разметка паза и вырубка
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 приема воды дно такого колодца засыпается послойно крупнозернистым материалом (песок, гравий) с постепенным увеличением крупности зерен снизу вверх. В боковых стенках бетонных и железобетонных колодцев создают водоприемные отверстия путем закладки в них труб при бетонировании.
Рис. 3.
Шахтный колодец
из железобетонных колец
При использовании для стенок шахты колодца бутового камня или кирпича водоприемными отверстиями служат не заполненные раствором сквозные швы. При мелкозернистых грунтах водоприемные 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 болезнетворных бактерий. В воде может быть избыток фтора или железа, сероводород, кремнекислоты. Часто подземные источники содержат много солей и обладают значительной жесткостью. Избыток солей удаляется известью, содой, поваренной солью и другими реагентами. При низкой щелочности производится подщелачивание воды. Для удаления из воды органических веществ (разлагающиеся растения или животные, приводящие к появлению в воде болезнетворных бактерий) применяют активированные угли.
nota bene
В гидросфере Земли находится около 1,5 млрд кубических километров воды, однако 98% – это соленая вода океанов, примерно 2% – вода ледников и полярных льдов, и только 0,06% общего объема – пресная вода суши. Количество подземных вод составляет около 400 млн. куб. км, т. е. около 25% объема воды в океанах. Большая часть этих вод либо минерализована и не может быть использована без опреснения, либо находится на большой глубине.
Примерно 60% населения планеты постоянно испытывает недостаток в пресной воде. Великие цивилизации и культуры древности были всегда обязаны своим расцветом искусству человека добывать воду порой в крайне трудных природных условиях. Первые известные нам водопроводы 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 Московском Кремле. В XVIII веке в Петербурге был сооружен канал для снабжения водой Зимнего дворца и Летнего 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 хозяйственно-питьевые нужды одного человека расходуется от 150 до 600 литров воды в сутки. С учетом 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 ключом. 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 приемом воды через нижнюю часть камеры. Для увеличения водоприемной 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 песчано-гравийной загрузкой.
Чтобы исключить поступление в водозаборы загрязненных 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.
Рис. 5.
Устройство каптажа
восходящего родника
Рис. 6.
Устройство каптажа
нисходящего родника
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 ее утепляют. В каптажной камере необходимо предусмотреть переливную трубу (D=100 мм и более), рассчитанную 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 мятой 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 нее 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 ведер, а для отвода излишка воды на земле у конца водозаборной и переливной труб выполняют замощенный 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 каптажной камеры.
Каптажные камеры обеспечивают накопление необходимых запасов воды для хозяйственно-питьевого водопотребления. Запасы подземных вод могут возобновляться за счет искусственного пополнения водами поверхностных источников (рек, озер и т. п.), но для этого необходимы специальные системы сооружений непрерывного или периодического действия (водозаборы).