ВОДОЗАБОР ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Комплекс гидротехнических сооружений, включающий каптажные устройства для приема воды из источника (водоносного пласта), насосные станции для подъема воды, водоводы для сбора и транспортировки воды в сооружения по улучшению качества воды или в резервуары. Для забора подземных вод применяют сооружения двух видов — подземные и наземные. В зависимости от характера расположения в водоносном пласте подземные водозаборы бывают вертикальные, горизонтальные и лучевые. Вертикальные водозаборы — скважины и колодцы шахтные; горизонтальные — каменно-щебеночные дрены сплошного заполнения, трубчатые дрены, галереи, штольни; лучевые — горизонтальные скважины, собирающие воду в вертикальную шахту (колодец). В ряде случаев сооружают комбинированные водозаборы с горизонтальными галереями и рядом вертикальных скважин, из которых подземные воды изливаются в галерею под естественным напором.
Для приема естественных выходов подземных вод на дневную поверхность в виде источников (родников) сооружают каптажи или колодцы. При слабо выраженном выходе подземных вод на дневную поверхность во многих местах их сбор и слив в камеру-колодец осуществляется с помощью горизонтальной дрены. Из сборной камеры-колодца вода подается к потребителю по водоводу самотеком, если позволяют условия рельефа, или с помощью насоса. Для добычи подземных вод на глубине ниже 10 м (до 1000 м и более), приуроченных к мощным водоносным пластам или системе пластов, сооружают водозаборы из скважин. Применяют их и в тех случаях, когда подземные воды залегают на глубине менее 10 м, а мощность водоносного пласта не менее 5—6 м. Но если при этом водоносный пласт представлен рыхлыми породами (песками, галечниками), то вместо скважин можно сооружать шахтные колодцы или лучевые водозаборы. Горизонтальные водозаборы применяют для получения подземных вод первого от поверхности земли водоносного иласга, имеющего подошву на глубине до 8 м; галерейные или в виде штольни — для получения воды из водоносных пластов, залегающих на любой глубине. На месторождениях с выраженной фильтрационной неоднородностью водоносных пластов группы или ряды скважин размещают там, где эти пласты имеют наибольшую водопроводимость (большую мощность, водопроницаемость, наибольшую закарстованность, трещиноватость и т.д.). Па конусах выноса предгорных равнин скважины располагают в виде линейных или дугообразных рядов нормально к направлению потока подземных вод. В долинах рек с постоянным поверхностным стоком при прямой связи реки с водоносным пластом скважины располагают вдоль ее берега. Расстояние от уреза воды в реке до скважин зависит от ряда факторов: мощности водоносного пласта, качества речной воды, размываемое берегов, изменения уровня воды в реке, уровня, соответствующего расходу реки 95%-ной обеспеченности, промерзания донных и береговых участков русла, степени закольматированности русла и возможности увеличения кольматации русловых отложений при эксплуатации водозабора. В долинах рек с непостоянным поверхностным стоком, когда в расчете водозабора учитывается периодическая сработка естественных запасов подземных вод и их восполнение, скважины располагают на участках с наибольшей емкостью водовмещающих пород и наличием благоприятных естественных условий восполнения запасов в паводок. На участках с искусственным пополнением запасов подземных вод водозахватные сооружения любого типа (скважины, шахтные колодцы, горизонтальные и лучевые водозаборы) располагают по отношению к инфильтрационным устройствам, как и в долинах рек с постоянным поверхностным стоком. Каптаж надмерзлотных вод предпочтителен шахтными колодцами, дренажами и галереями, более надежными по сравнению со скважинами в отношении промерзания. При сложении берегов, островов или русел рек высокопроницаемыми породами эффективно применение инфильтрационных (береговых) водозаборов. Тип водозабора на перемерзающих реках выбирают с учетом запасов подземных вод и промерзания талика с момента отсутствия стока до оттаивания промороженного грунта в русле реки.
При заборе воды должна быть обеспечена защита водоприемных устройств от перемерзания, для чего предусматривают: макс, заглубление водоприемных устройств (колодцев, дрен) в водоносные грунты; двойные крыши люков смотровых и водоприемных колодцев; тепляки над водоприемными шахтами; утепление колодцев на дренах и галереях, непосредственно самих дрен и галерей торфом, льдом, снегом; создание мощных фильтрующих обсыпок вокруг дрен (галерей), проходящих через мерзлые берега; электрообогрев водоприемных устройств; сброс отработанной подогретой воды, пара. Для предотвращения замерзания воды в стволах скважин необходимо обеспечивать: непрерывную откачку, далее если для этого приходится сбрасывать часть отбираемого расхода в водоносный пласт при перерывах в откачке; эпизодическую подачу в скважину теплой поды или пара; обогрев линейными источниками тепла, в том числе электрокабелем.
В основу расчета водозаборных сооружений положены гидравлические и гидродинамиеские методы, позволяющие оценить понижение уровней (напоров) в водоприемных устройствах при заданном дебите в различные периоды и определенной схематизации гидрогеологической обстановки.
Водоприемные устройства — фильтры различных типов должны быть ремонтопригодными, т.е. обеспечивать применение импульсных, реагентных и комбинированных (импульсно-реагентных) способов восстановления мощности водозаборов. При истощении запасов подземных вод в районе расположения водозаборов используют системы искусственного пополнения подземных вод, состоящие из инфильтрационных сооружений открытого (бассейны, траншеи и др.) или закрытого (скважины, колодцы) типа. Совершенствование водозабора подземных вод достигается устройством водоприемных систем с уширенными контурами обсыпок, регулированием потока подземных вод с использованием магазинирования стока, сооружением подземных плотин, применением технологических приемов, обеспечивающих стабильную работу водозаборов длительное время.