-
Опубликовано: 24 июля 2013
Санитарные требования к устройству (скважин) сооружений для забора подземных вод
Для подземных вод применяют два вида водозаборов (скважин):
а) вертикальные
б) горизонтальные
Горизонтальные водозаборы (скважины)
Горизонтальные водозаборы устраивают лишь при неглубоком залегании (не глубже 5—8 м), чем объясняется их редкое применение в практике централизованного водоснабжения. В большинстве случаев приходится встречаться с водозаборами вертикального типа - буровыми скважинами, могущими достигать глубины нескольких сотен метров и дающими возможность использования любого из разведанных подземных горизонтов.
Скважина представляет собой вертикальную шахту круглой формы, доходящую до водоносного горизонта. Стенки ее предохранены от обрушения металлическими трубами (рис. 72).
Процесс бурения и оборудования скважин складывается из следующего:
а) разрушения пород, перекрывающих водоносный горизонт;
б) извлечения на поверхность частиц разрушенных пород;
в) крепления стенок скважины трубами;
г) установки в нижней части скважины фильтра, через который воды поступают в полость скважины;
д) оборудования устья скважины.
По мере бурения в скважину опускают так называемые обсадные трубы, образующие стенки колодца. Длина каждой трубы от 4—6 до 8—13 м; внутренний их диаметр колеблется в зависимости от глубины и мощности скважины — от 80 до 400 мм. На верхний конец опущенной трубы навинчивают следующую трубу и бурение продолжают. Несколько свинченных труб одного диаметра называются колонной труб. При неглубоком бурении вся скважина может быть выполнена трубами одного диаметра. При известной глубине продвижение одной колонны становится невозможным вследствие сжатия и трения. Тогда переходят на следующий, меньший, диаметр труб, опуская их внутри уже установленных обсадных труб и начиная бурение спова па нижнем уровне пройденной части скважины.
При значительной глубине скважин диаметр труб меняют несколько раз. После окончания бурения верхние ненужные участки труб, проходящие внутри труб большего диаметра, обычно вырезают и удаляют, после чего скважина приобретает телескопический вид. Зазоры между трубами разного диаметра заливают цементом.
В нижней части скважины, в пределах водоносного горизонта, устанавливают так называемый фильтр, чтобы дать доступ воде внутрь скважины и одновременно предохранить ее от засорения частицами породы. В твердых породах (трещиноватый мел) нет нужды укреплять стенки скважины трубами и ставить фильтр, так как в этих случаях вода поступает в полость скважины непосредственно из водоносного слоя. Если
давление в межпластовом горизонте может поднять воду на высоту, превышающую глубину скважины, то вода изливается на поверхность (так называемые самоизливающиеся артезианские скважины). Обычно же вода устанавливается на некотором уровне ниже поверхности земли и отсюда забирается насосами. При откачке вода в скважине понижается до уровня, при котором откачиваемая вода возмещается одновременным притоком ее из водоносного слоя. Первый уровень называется статическим, второй - динамическим (рис. 73). При этом в прилегающей вокруг к скважине части водоносного горизонта создается пониженное давление (депрессия). Давление падает потому, что при откачке вода, подтекая к скважине, испытывает сопротивление со стороны породы водоносного слоя ж часть напора тратится на преодоление этого сопротивления. Чем интенсивнее откачка, тем быстрее двинется вода, сопротивление возрастает, давление все снижается и депрессия охватывает все большее пространство вокруг скважины (зона депрессии). Ниже всего давление падает у самой скважины, что и выражается в снижении статического уровня до динамического, меняющегося в зависимости от интенсивности откачки.
Если на разных расстояниях от основной скважины поставить ряд контрольных скважин, то при откачке в них уровень воды также снизится, причем тем меньше, чем дальше отстоит контрольная скважина от основной. Соединив линией уровень стояния воды во всех скважинах, получим кривую (депрессионная кривая), отражающую степень и дальность понижения давления в водоносном горизонте.
Депрессия может распространяться на десятки и сотни метров вокруг скважины.
Зону влияния откачки из основной скважины можно представить в виде депрессионной воронки, вершина которой совпадает с динамическим уровнем, а основание леяшт в плоскости, проходящей через статический уровень. Если в эксплуатации несколько скважин, то они должны располагаться на таком расстоянии одна от другой, чтобы депрессионные воронки не пересекались. В противном случае дебит скважин уменьшается, так как уменьшается водообильность зоны питания каяедой из них.
Для откачки воды из скважин применяются насосы поршневые и центробежные (рис. 74).
В поршневых и центробежных насосах засасывание воды происходит благодаря образованию вакуума:
1) в цилиндре, где движется поршень
2) в полости, где вращаются лопасти центробежного насоса.
В обоих случаях действующая часть насоса должна находиться не далее 7—8 м от поверхности воды в скважине, так как отсутствие идеального вакуума и сопротивление движению воды в трубах не позволяют ей подняться на 10м - высоту водяного столба, уравновешивающего атмосферное давление.
Если до уровня воды в скважине не больше 12 м, можно приблизить насос, установив его на дне шахты глубиной 1—5 м. При большем расстоянии цилиндр поршневого насоса или центробежный насос па вертикальной оси опускают в скважину на штанге до нужной глубины.
Поршневой (штанговый) насос имеет недостатки: а) штанга насоса не позволяет герметизировать устье скважины, б) сработка сальника, обрыв штанги и другие неполадки заставляют периодически развинчивать штангу, поднимать ее и поршень на поверхность, что связано с опасностью загрязнений.
Достоинством центробежных насосов является возмояшость полной герметизации их присоединения к устью скважины (рис. 75). Условия, в которых производятся ремонт и смена насосов, должны контролироваться санитарным надзором. Всякая скважина нарушает изоляцию между водоносным горизонтом и поверхностью земли и создает возможность его загрязненият.
Кроме того, благодаря скважине устанавливается связь между эксплуатируемым водным слоем и лежащим выше, качество воды которого может быть небезупречным пли даже плохим.
Поэтому строительный проект скважины должен предусматривать все необходимое для предотвращения ухудшения свойств и состава подземной воды.
Необходимо обеспечить герметичность соединений между трубами одной колонны и между колоннами разных диаметров. Особенно важно это на участках, где скважина пересекает не используемые ею водоносные горизонты. Кроме того, на этих участках следует не вырезывать трубы, а пропускать внутри обсадных. Это устраняет соприкосновение рабочей трубы с водоносным горизонтом, повышает надеяшость ее изоляции и защищает от кор-
розии.
Наиболее прямым путем загрязнения могут проникнуть через недостаточно защищенное устье скважины. Герметичность сое-
динения оголовка с трубой и насосом необходимое условие охраны воды в скважине. Если устье скважины выведено в шахту, то последняя должна
быть защищена от проникновения грунтовых вод (гидроизоляция
дна и стенок) и атмосферных осадков (двойные крыши на люках). Если обсадная труба выходит на поверхность земли, то площадка вокруг нее доллша асфальтироваться и иметь уклон
для оттока атмосферных вод в сторону от скважины. Обсадная труба должна выступать не менее чем на 0,5 м над поверхностью земли или дном шахты.
Включение всех этих деталей в проект скважины и проверкаих выполнения в натуре имеют большое значение для санитарного режима водоснабжения из подземных источников.
Для отбора проб воды должны быть установлены краны после
насоса каяедой из скважин, а такя?е на трубе, отходящей от сборного резервуара. Последний этап перед пуском в эксплуатацию - хлорировапие скважины и пробная откачка воды. Откачка производится длительное время, иногда до 2 нед и больше, до тех пор, пока вода не станет совершенно прозрачной и при ряде последователь-
ных анализов будут обнаружены стойкие органолептические свойства и химико-бактериологический состав, вполне удовлетворяющий гигиеническим требованиям и гигиеническим нормативам, так как вода из подземных источников обычно подается в
водопроводную сеть без предварительной обработки.
Дезинфекция. Хотя подземные воды, избираемые для питания водопровода, в большинстве случаев удовлетворяют требованиям бактериологической чистоты воды, хлорирование применяется и в практике подземного водоснабжения. К нему прибегают в случаях неполной надежности перекрывающих слоев, связи между
подземными водами и открытыми водоемами, внезапных или периодически возникающих изменений в составе воды, неувереняости в надежности оборудования скважин или, наконец, с профилактической целью при ухудшении воды в сети. Отсутствие взвесей и низкое содержание органических веществ в подземной воде позволяют хлорировать небольшими дозами п получать при этом достаточную величину остаточного хлора. Наилучшее место ввода хлора — всасывающая труба центробежного насоса, где происходит энергичное перемешивание хлора с водой.
В иных случаях можно вводить хлор в поток воды при поступлении ее в сборный бассейн, где обеспечен необходимый контакт воды с хлором.
Если вода из скважины поступает непосредственно в сеть, можно ограничиться контактом в водоводе при условии, что его длина до первого места разбора воды не менее 1,0—1,5 км. При скорости течения воды 0,5 м/с время контакта составит 30— 50 мин.
-
Просмотров: 3632
