Как сделать каптаж для родника

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.

Источник

Как обустроить каптажную камеру для родника

Первым усовершенствованием было сооружение в колодце водонепроницаемого бетонного дна. Результатом стало значительно большее количество воды, которое мог забирать насос. Мало того, чтобы откачать всю поступающую воду, производительности насоса не хватало. Можно было смело оставлять его работать на длительное время, что решило проблему полива в тёплый сезон.

Значительно более серьёзную доработку родника я предпринял лишь через несколько лет: изготовил водоприёмную каптажную камеру, а вместо шланга протянул пластиковую водопроводную трубу, которую поместил в грунт.

После этого у нас наконец появилась возможность пользоваться родниковой водой всю зиму, причём не только в доме, но и в бане.

Далее обо всём по порядку.

Ограждение для каптажной камеры

Над ямой, где на поверхность земли пробивались ручейки воды, необходимо было соорудить бетонное ограждение. С помощью колышков и верёвочек сделал разметку, которая очерчивала рабочее пространство для отливки. Расчищенная площадка имела четырёхугольную форму и более-менее ровную поверхность.

Там, где земля была неровной, положил толстые доски с подпорками. Из деревянных дощатых щитов изготовил опалубку квадратной формы, а затем укрепил её на месте, пользуясь стяжками и распорками. Внутреннюю поверхность опалубки выложил толстой полиэтиленовой плёнкой, края которой закрепил строительным степлером. Армирование производил в два уровня, по два прута в длину. Арматуру связывал между собой короткими кусками проволоки. В самый низкий на площадке угол вкопал отрезок канализационной трубы диаметром 50 мм.

Закончив подготовительные работы, приступил к бетонированию. На краю склона, куда ещё можно было подкатить строительную тачку, разместил бетономешалку и ёмкости для готовой бетонной смеси.

Вниз, по склону, компоненты для раствора приходилось носить вёдрами. Готовый раствор переносил в форму-опалубку и плотно укладывал, удаляя при этом воздушные пузыри. Бетонная смесь при таких работах не должна быть слишком жидкой: её следует именно укладывать, а не заливать, иначе не миновать расслоения на компоненты, что плохо скажется на прочности изделия.

После того как я несколько недель регулярно поливал бетон, отливка набрала некоторую прочность. Убедившись в этом, разобрал опалубку и убрал доски с подпорками (фото 1).

Следующий этап — спуск готового ограждения вниз. Делать это я решил традиционным для рытья колодцев способом — путём выкапывания грунта под дном отливки. Таким образом, она постепенно опустилась на место под собственным весом. Вопреки моим опасениям ничего не лопнуло и не сломалось (фото 2, 3). Чтобы не допустить просачивания воды через ограждение, пришлось снаружи замазать его передний край густой глиной. Поток из трубы при этом стал значительно мощнее: площадь, с которой собирается вода от пробивающихся ручейков существенно увеличилась (фото 4).

Обустройство зимнего водопровода

Для организации водоснабжения в зимнее время поливной шланг надо было поменять на пластиковую трубу. Обвязал её рулонным утеплителем, после чего вместе с кабелями (один рабочий, другой запасной) закопал в грунт (фото 5-7). Следует отметить, что глубина траншеи была несколько меньше рекомендуемых для нашей местности полутора метров (по уровню промерзания). Однако, учитывая дополнительное утепление и тот факт, что зимой над водопроводом будет лежать снег, я решил, что закапывать трубы слишком глубоко ни к чему. Более того, режим его работы предполагался периодический, а это значит, что после наполнения накопительной ёмкости вода под уклоном будет сливаться обратно в колодец. Получается, замёрзнуть в трубе она уже никак не сможет.

Бетонную «песочницу» заложил досками, утеплив её на зиму листами «Пеноплекса» (фото 8). Зимой водопровод работал без нареканий, а я радовался результату своих трудов: воды полно — в бане мойся сколько хочешь. Несмотря на суровые морозы, в ту «контрольную» зиму ничего не перемёрзло. Периодические осмотры показали, что дебет родника в морозы не уменьшается и даже, наоборот, воды становится всё больше и больше. Видимо, она постепенно пробивала дополнительные выходы на поверхность.

Весенние работы

Проведённая после зимы ревизия показала: при всей работоспособности системы требуются ещё некоторые косметические улучшения. Одна из причин — небольшая высота каптажной камеры, из-за чего на её крышку обрушиваются неукреплённые откосы, которые весной размываются дождями. В результате дождевая вода во время сильных ливней может попасть в родник, что, конечно, нежелательно. Я понял, что придётся увеличить высоту ограждения, чтобы оно оказалось немного выше уровня грунта даже в самой высокой точке. Для этого закупил готовые пустотелые бетонные блоки, которые производятся для внутренних перегородок. Толщина каждого блока — 90 мм.

Обрушившуюся глину расчистил с некоторым запасом, а на верхний край камеры положил гидроизоляцию. После спуска к месту работы всех материалов приготовил кладочный раствор на цементной основе и приступил к работе (фото 9-10). Поднятая глиняная взвесь могла легко попасть в накопительный колодец, из которого потом вычерпывать грязь было бы очень неудобно. Поэтому пришлось провести поток грязной воды мимо накопительной ёмкости, вниз по склону, где она сливалась на грунт.

Выложил стенки каптажной камеры чуть выше уровня окружающего грунта. Получилось не слишком высоко: забраться внутрь без лестниц и ступенек, например для прочистки, совсем не трудно (фото 11-12). Строго говоря, чтобы добраться рукой до сливного отверстия, достаточно перевеситься через край.

Стенки снаружи утеплил «Пено-плексом» толщиной 20 мм и засыпал глиной (фото 13). Сверху каптажную камеру закрыл крышкой из досок (фото 14).

Очередная зимовка вновь показала работоспособность и надёжность конструкции. Грунт не обваливается, дождевая и талая вода (кроме как от таяния снега, наметённого на крышку) внутрь не попадает. Родник остаётся чистым и пригодным к использованию (фото 15, 16).

Источник

Автономное водоснабжение загородного дома: приручаем родники

Родниковая вода часто выступает в качестве символа природной чистоты территории за городом, дачники пьют её и увозят с собой в город. Выясним, действительно ли любые родники содержат питьевую воду, а также разберёмся, как создать накопитель для такого источника и использовать воду в загородном водоснабжении.

Причины образования и виды родников

Подземные воды, выходящие на поверхность земли, называются родниками. При этом родники могут выходить из-под земли не только на суше, но и под водой, питая озёра и реки. Естественный выход подземных вод происходит в низинных местах, в разломах и трещинах, из-за различий в фильтрационных способностях водосодержащих пород и т. д.

Схема образования нисходящих родников

Родники бывают холодными и горячими, напорными (восходящими) и безнапорными (нисходящими), пересыхающими время от времени и действующими постоянно. Время от времени пересыхающие родники питаются водами верховодки, их химический состав и температура изменчивы. Естественные выходы, происходящие от грунтовых вод, имеют более устойчивые характеристики по дебиту, химическому составу и температуре, однако всё равно зависят от сезонных изменений климата. По сравнению с источниками первых двух видов, артезианские воды наиболее постоянны, но и их характеристики могут меняться со временем, т. к. зависят от вод, поступающих в подземные бассейны с поверхности земли.

Схема расположения водоносных слоёв: 1 — верхний слой почвы; 2 — суглинок; 3 — песок; 4 — верховодка; 5 — межпластовый водоносный слой; 6 — глина; 7 — артезианский водоносный слой

Вопреки устойчивому мнению, газовый и химический состав родниковой воды неодинаков, он зависит от местных гидрогеологических условий — не следует воспринимать любую воду, выходящую из-под земли, как исключительно полезную для человека.

Вода в питаемом верховодкой роднике, при внешней её чистоте и прозрачности, часто содержит микроорганизмы и значительное число химических загрязнителей — небольшая глубина залегания (до 6 м) таких вод не позволяет им очиститься в ходе просачивания через грунтовые слои. Более стабильные по объёму грунтовые воды, залегающие на глубине до 30 м, значительно чище верховодки, однако в ходе лабораторного анализа в них также можно обнаружить ионы тяжёлых металлов, различные неорганические и органические соединения, а также микроорганизмы. Наиболее чистый и безопасный для человека водный горизонт (глубина залегания 20–1000 м) — артезианские воды — хорошо защищён толщей пород, содержащихся в земле, от распространённых источников загрязнения, практически не содержит микроорганизмы. Тем не менее, химический состав артезианской воды напрямую зависит от грунтовых слоёв, с которыми она контактирует — процентное содержание микро и макроэлементов в ней может быть выше, чем допускают нормативы по питьевой воде, в случае близости к водному горизонту известняка повышается жёсткость воды. Поэтому, прежде чем строить водоснабжение загородного дома на родниковой воде, необходимо направить её образцы на экспертизу.

Каптаж родника своими руками

Поскольку выход родниковой воды в большинстве случаев невелик по объёму за единицу времени, необходимо создать каптаж, позволяющий собирать и накапливать воду в необходимом количестве, чтобы в дальнейшем транспортировать её потребителям. Каптаж — сооружение, похожее на колодец. Разница между ними в том, что большая часть колодца находится под землёй, а камера каптажа на 50% расположена над уровнем земли. Вода в каптаж поступает естественным путём — её доставляет родник.

Восходящие родники образуются в результате подъёма напорных вод через повреждения в водонепроницаемых породах, закрывающих водный горизонт сверху. Нисходящие родники возникают из-за выхода на поверхность земли безнапорных грунтовых вод, размещённых на водонепроницаемом основании — это ложе и выводит воду наружу. Конструкция каптажной камеры зависит от типа родника — восходящего или нисходящего.

Каптаж восходящего родника сооружается над участком, где вода выходит наиболее интенсивно. Территория родника внимательно исследуется, с площадки, где будет установлена камера каптажа, удаляется грунт до тех пор, пока не обнажится коренная порода, служащая чем-то вроде крышки водоносному горизонту и через которую пробивается вода. Если основание родника образовано скальными породами, то такая вода в фильтрации не нуждается. Если же коренная порода представлена трещиноватым образованием и через щели вместе с водой выносится песок — необходимо расчистить поверхность площадки и засыпать её 200–300 мм слоем гравия с крупным песком, который выполнит роль обратного фильтра.

Для увеличения площади водосбора по периметру участка, где выходит ручей, ставится камера каптажа — проще установить готовые железобетонные кольца, обмазав периметр касания нижнего кольца с коренной породой, а также щели между кольцами жирной глиной. После установки колец необходимо проделать на высоте около 1500 мм (точная высота зависит от расчётного дебита каптажа) от дна камеры отверстие для слива, через которое будет удаляться скопившаяся за время строительства вода, а по окончании работ — её избыток. Сформированный бетонными кольцами колодец следует частично перекрыть горизонтальной бетонной плитой, оставив между её нависающим краем и стенкой колодца проход, достаточный для спуска в каптаж человека. Верхняя часть каптажной камеры возводится кирпичной кладкой, образующей усечённый конус, в верхней части которого будет люк, ведущий внутрь камеры. В процессе кладки кирпичной части колодца стоит замуровать между рядами чугунные скобы, по которым можно будет спуститься в каптаж и вылезти из него — не придётся каждый раз носить с собой лестницу. Верхняя точка камеры должна возвышаться над поверхностью земли не менее чем на 800 мм, её горловина оборудуется откидным люком, запирающимся на замок.

Каптаж восходящего родника

Из камеры каптажа необходимо вывести вентиляционную трубу на высоту не менее 2000 мм от уровня земли, отверстие которой закрывается мелкоячеистой металлической сеткой, сверху устанавливается колпак. По периметру каптажа требуется выполнить замок из жирной глины с бетонной отмосткой поверх него, сформировать отводящие канавы — нельзя допустить, чтобы жидкость извне проникла в резервуар родника.

Забор воды из каптажной камеры производится по трубе, заведённой в неё на высоте 500 мм от верхней точки песчано-гравийного фильтра. Дистанция, на которую выводятся из камеры родника сливная и водозаборная трубы — не менее 1000 мм от стенок, в конечной точке их вывода выполняется водоотводящий лоток. На завершающем этапе работ водозаборная труба внутри камеры оснащается фильтрующим элементом с 0,2 мм отверстиями и полуоборотным латунным краном.

Каптаж нисходящего родника

Конструкция каптажной камеры для нисходящего родника схожа с устройством каптажа для восходящего — разница в том, что вода будет поступать в неё не через основание дна, а через стенку. Между водоносным слоем и каптажом укладывается 200 мм гравийный фильтр, в соприкасающейся с ним стене проделываются множественные отверстия, через которые будет поступать вода. Чтобы собранная жидкость не уходила через дно камеры, его отделывают подушкой из жирной глины. Внутренний объём каптажа для нисходящего родника будет удобно разделить на две секции с помощью переливной стенки, водозабор осуществлять из секции, отстоящей дальше от стены с водоносным слоем — данная мера позволит избежать загрязнённости воды взвешенными частицами грунта. В случае, если выход воды происходит на широком участке стены, создаётся камера каптажа с открылками (барражными стенками), обеспечивающими сбор воды в общий водосборник.

Требования к каптажу родника

Перед построением каптажа и во время его эксплуатации важно соблюдать следующие правила:

В течение срока эксплуатации нужно производить периодический осмотр камеры накопителя и территории вокруг неё, очистку и дезинфекцию водосборника, снимать фильтрующий элемент для промывки — спускаться внутрь каптажа следует только в чистой обуви и одежде.

Чтобы не прерывать водозабор из каптажа в холодный сезон, потребуется утеплить камеру накопителя снаружи с помощью соломы, укрытой поверху брезентом — синтетические утеплители, в особенности минераловатные, использовать в данном случае не рекомендуется.

Любые качественные изменения родниковой воды, будь то посторонний запах, цветовой оттенок или странный привкус, означают, что состав питающих родник подземных вод по каким-то причинам изменился — в этой ситуации водозабор немедленно прекращается, а пробы воды направляются на лабораторную экспертизу санэпиднадзора.

Видео по теме

Источник

Каптажные сооружения родников. Особенности конструкций, мероприятия, обеспечивающие надежность сооружений

Родниками, или источниками, называют естественные выхо­ды подземной воды на поверхность земли. При каптировании источника выполняют две основные работы: расчищают место выхода ключа и удаляют помехи, препятствующие вытеканию подземной воды на поверхность земли и загрязняющие воду, ухудшая ее качество; устраивают каптаж, предохраняющий родник от повторного засорения и загрязнения.

Конструкция каптажного сооружения, как правило, должна сохранять наиболее выгодный режим источника, предохраняя от преждевременного истощения и подпора. Последний вы­зывает повышение уровня подземных вод и может привести к отклонению отдельных струй в сторону, образованию новых де­риватов (выходов) и уменьшению дебита каптажа.

Каптажное сооружение должно быть по возможности про­стым, прочным и выполненным из материалов, не ухудшающих качество воды. При захвате родника необходимо каждый раз решать вопрос о вы­боре конструкций каптажного сооружения с полным учетом всех местных особенностей, которые могут заключаться в сле­дующем: тип родника (восходящий или нисходящий); характер водоносного пласта (плотные скальные породы, галечник,пески, плывучие грунты и т. д.); характер выхода источника (отдель­ная жила — трещина, группа источников на базе ряда трещин, группа источников при выклинивании водоносного пласта на склоне горы); характер и глубина залегания водоупорных под­стилающих пластов; наличие и мощность осыпей и завалов, закрывающих выход родников; наличие и характер возможных очагов загрязнения родниковой воды, а также вероятные пути проникновения загрязнений в каптаж; геологические условия, обеспечивающие устойчивость и продолжительный срок службы каптажного сооружения (отсутствие оползней, действующих оврагов, размоин и т. д.); наличие местных строительных мате­риалов и условия производства строительных работ.

Рис. 1 Простейший каптаж восходящего источника с каменной наброской:

рабочий уровень; 2 — предельно наивысший уровень.

Каптаж восходящих родников.Образование восходящих ис­точников обычно обусловливается наличием в кровле напорного водоносного пласта трещин, по которым вода поднимается вверх.

Если пьезометрический напор в пласте достаточно велик и путь воде не преграждается залегающими выше водонепрони­цаемыми породами, то на поверхности земли в месте выхода воды образуется так называемый восходящий источник.

1. Место выхода родника закрыто сравнительно небольшой толщей наносных грунтов, и трещины коренной породы, по ко­торым поднимаются подземные воды, находятся неглубоко от поверхности земли (до 2. 3 м). После расчистки родника и удаления грунта, закрывавшего водоносные трещины, место выхода источника должно быть предохранено от загрязнений. Это может быть достигнуто простейшим каптажем восходящего родника (рис. 1).

На место выхода восходящих струй воды после удаления наносного грунта насыпают каменный материал. Стенки котлована и верх каменной обсыпки обкладывают слоем мятой глины (0,3. 0,5 м) или бетоном.

2. Место выхода родника закрыто довольно мощными на­носными грунтами. В этом случае для уменьшения земляных работ по расчистке и удалению наносных грунтов вскрывают основные породы опускными колодцами. Вода из колодца от­водится в сборный резервуар по разборной трубе (в стенке колодца).

Каптаж нисходящих родников. Каптаж родников в зависи­мости от условий выхода их на поверхность можно осуществ­лять по трем основным схемам.

Рис. 2. Схема образования нисходя­щего родника из водоносного пласта, скрытого небольшой толщей делювия: 1 — водоносный пласт; 2 — водоупор; 3 — де­лювий; 4 — выходы родников.

1. Нисходящий родник представляет струю, изливающуюся из трещины плотной скальной породы.

В этом случае каптажная камера имеет конструкцию, по­добную конструкции сборной камеры, которая примыкает непосредственно к водоносной скале, и изливающая­ся струя поступает в нишеобразное отверстие, устроенное в ее стенке. Если вода не несет частиц песка, то камера имеет только одно отделение. Камера оборудуется разборной, слив­ной, спускной и вентиляционной трубами.

2. Водоносный пласт при выклинивании образует на склоне
горы значительное число мелких родников, которые находятся примерно на одной отметке и приурочены к выходу на поверх­ность водоупорного пласта, подстилающего водоносный пласт. Последний скрыт делювиальными наносами сравнительно небольшой мощности (рис. 2).

3. Водоносный пласт скрыт под мощными делювиальными наносами. Подземные воды, пробиваясь через них, образуют на поверхности земли вытянутую вдоль склона горы многочислен­ную группу родников самой различной производительности. Характерны некоторое различие в отметках выхода отдельных родников, частые изменения мест их выхода. Чем толще нано­сы, скрывающие коренной водоносный пласт, тем больше пестрота в отметках родников (рис. 3). Это объясняется значитель­ной длиной и многообразием пути отдельных струй в делювии. Неред­ко общая картина выхода таких родников сопровождается оползне­выми явлениями.

Вода из этих каптажей по системе сборных водоводов стекает в сборную камеру (рис. 3). Сборную камеру следует распола­гать на возможно более низкой от­метке, обеспечивающей подачу во­ды самотеком из всех родников, которые могут возникнуть в

пери­од службы каптажа.

Рис. 3. Схема каптажа род­ников из водоносного пласта, скрытого мощной толщей делю­вия:

1 — водоносный пласт; 2 — водоупор; 3 — делювий; 4 — родники; 5 — сборная камера; 6 — сборные водоводы; 7 — простейшие каптажиые обделки.

Такая система достаточно гибка, дешева, более надежна, чем при каптаже штольнями и колод­цами, и незначительно страдает от оползней

Рис. 4. Простейший каптаж нисходящего источника: 1— глиняная набивка; 2 —галька; 3 — бетон; 4 — песок.

Источник