4.2.4. Лучевые водозаборы
Лучевые водозаборы – комбинация шахтного колодца и расходящихся от него лучами горизонтальных дрен, выполняемых при помощи гидравлического бурения или продавливания. Число горизонтальных лучевых дрен изменяется от 2 до 8, реже больше. Длина лучей обычно находится в пределах 20 - 50 м, но иногда достигает 150 м. В водообильных водоносных пластах лучевые дрены могут располагаться в несколько ярусов.
При двух дренах, расположенных по прямой, приток к лучевому водозабору приближенно равен притоку воды к горизонтальному. С увеличением числа дрен они начинают оказывать влияние друг на друга, и приток к каждой дрене уменьшается, хотя в целом дебит лучевого водозабора возрастает. По сравнению с одиночным шахтным колодцем (без дрен) лучевые водозаборы имеют больший дебит.
Лучевые водозаборы рекомендуют применять для забора воды из песчаных или песчано-гравелистых аллювиальных отложений, из маломощных водоносных пластов, залегающих на глубине 10…20 м, а также для захвата инфильтрационных вод у берегов и под руслами рек.
На лучах при входе в колодец устанавливают задвижки. Лучевые водоприемники позволяют наиболее полно использовать водоносные слои даже малой мощности.
4.2.5. Каптажи
Родники, или ключи, представляют собой естественный выход подземных вод на поверхность. Прозрачность, высокие санитарные качества, а также относительно простые способы получения родниковой воды привели к широкому использованию ее для целей питьевого водоснабжения.
Родники бывают двух типов – восходящие и нисходящие. Первые образуются при проникании в поверхностные слои грунта напорных вод в результате нарушения целостности перекрывающих их водонепроницаемых пород. Вторые образуются в результате выклинивания на поверхность земли безнапорных водоносных пластов, покоящихся на водонепроницаемых породах.
Сооружения для приема родниковых вод получили название каптажных сооружений, а процесс сбора родниковой воды называют каптажем родников. Эти сооружения в соответствии с характером их работы имеют различное устройство.
Для каптажа восходящих родников водоприемные сооружения выполняются в виде резервуара или шахты, сооружаемых над местом наиболее интенсивного выхода родниковой воды. Вода принимается только через дно, выполненное в виде обратного фильтра. Собранная вода отводится к потребителю самотеком или к насосной станции по трубе.
Каптаж нисходящих родников осуществляется путем устройства приемных камер с боковой водоприемной поверхностью, располагаемых в месте наиболее интенсивного выхода родниковой воды. В ряде случаев перпендикулярно основному направлению движения родниковой воды для ее перехвата и направления к приемной камере устраиваются сооружения в виде перемычек, подпорных стен и т. п. Иногда вдоль этих перемычек укладывают горизонтальные водосборные трубы или галереи.
4.3. Восполнение запасов подземных вод
Использование подземных вод, залегающих на небольшой глубине от поверхности земли, для хозяйственно-питьевого водоснабжения всегда является более рациональным, чем использование для этих целей вод поверхностных источников. Подземные воды, как уже отмечалось ранее, практически имеют стабильную температуру, почти не содержат патогенных бактерий и органических загрязнений, могут использоваться без очистки только с обеззараживанием. Вместе с тем естественные эксплуатационные запасы подземных вод не беспредельны. Распространены они по территории неравномерно и при интенсивной эксплуатации могут быстро истощаться. Поэтому воспроизводство эксплуатационных запасов подземных вод является актуальной задачей водоснабжения.
Искусственное восполнение запасов подземных вод – это искусственное вмешательство в существующий в природе динамический баланс подземного стока с целью увеличения приходной его части или снижения расходной части этого баланса или другими словами – это сезонное или многолетнее искусственное регулирование подземного стока для его накопления в определенные сезоны или годы и планомерного использования по мере необходимости. При этом в первую очередь регулируется динамический баланс подземного потока и, прежде всего, первого напорного или безнапорного водоносного горизонта, изолированного или даже не изолированного водоупором от сообщения с атмосферой, то есть подземного потока грунтовых или межпластовых безнапорных и напорных вод.
Искусственное создание запасов подземных вод не ведет к потерям территории, используемых для народного хозяйства, что наблюдается при регулировании поверхностного стока, улучшает водный баланс, не ведет к непроизводительным потерям воды на испарение.
В качестве источников искусственного восполнения запасов подземных вод могут использоваться поверхностные воды рек, водохранилищ, озер, каналов, а иногда также шахтные и дренажные воды, воды «отработанные» на установках кондиционирования воздуха или на системах охлаждения производственного оборудования и аппаратуры и другие виды незагрязненных сточных вод.