ВОДОЗАБОРНАЯ СКВАЖИНА С ДЫРЧАТЫМ ФИЛЬТРОМ И САМОТЕЧНЫМ ОТБОРОМ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ
WATER-INTAKE WELL WITH PERFORATED FILTER AND SELF-FLOW BLEED OF UNDERGROUND WATER

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для эксплуатации месторождений подземных вод водозаборными скважинами и подачи подземной воды в магистральные линии систем водоснабжения населенных пунктов.
Известно водозаборное устройство по патенту России №2083768 с приоритетом от 18.04.1995 года, содержащее составленный из соединенных муфтами отрезков труб напорный трубопровод, многосекционный насос с погружным электродвигателем и установленный в водоприемной части скважины сетчатый фильтр с отстойником, причем первая из размещенных ниже статического уровня воды муфта напорного трубопровода выполнена в виде держателя уплотняющего элемента, внутренняя полость последнего из которых соединена с линией повышенного давления, проложенной вдоль напорного трубопровода к устью скважины.
Недостатком известного водозаборного устройства является сложность его конструкции, необходимость использования энергоемких и сложных в эксплуатации электропогружных насосов, а также засорение сетчатого фильтра, что неминуемо приводит к необходимости его периодической чистки.
В качестве прототипа принят дырчатый фильтр водозаборного устройства (см. «Справочное руководство гидрогеолога», издательство «Недра», Ленинград, 1967 год, том 2, стр.219), состоящий из стальной или асбоцементной трубы, в стенке которой выполнена перфорация.
Недостатком известного дырчатого фильтра водозаборного устройства является то, что при использовании его в гравелистых и крупнозернистых песках последние, вместе с водой, проникают внутрь трубы через перфорированные отверстия и, со временем, заполняя ее внутренность, препятствуют доступу воды в водозаборное устройство. Это приводит к необходимости его периодической чистки, а следовательно, и к временному отключению водоснабжения.
Целью заявляемого изобретения является обеспечение бесперебойной и долговечной работы водозаборной скважины.
Указанная цель достигается тем, что в водозаборной скважине с дырчатым фильтром и самотечным отбором подземной воды, содержащей дырчатый фильтр в виде трубы с выполненной на ее поверхности перфорацией, соединенный с фильтром оголовок и отборную трубу, сообщающуюся через сифон с коллекторной трубой, оси перфорированных отверстий дырчатого фильтра составляют с осью трубы углы от 30 до 60 градусов.
Сущность заявляемого изобретения иллюстрируется графическими материалами, где на фиг.1 представлен общий вид водозаборной скважины с дырчатым фильтром и самотечным отбором подземной воды в разрезе, а на фиг.2 - фрагмент сечения дырчатого фильтра плоскостью, проходящую через его продольную ось симметрии.
Водозаборная система с дырчатым фильтром содержит дырчатый фильтр 1 в виде трубы с выполненной на ее поверхности перфорацией 2, соединенный с дырчатым фильтром 1 оголовок 3, водоподъемную трубу 4, опущенную до дна скважины для предотвращения ее заиления и сообщающуюся через сифон 5 с коллекторной трубой 6, проложенной в аллювиальных гравийно-галечниковых отложениях 7 на глубине 3-4 метров в направлении естественного уклона поверхности земли. Коллекторная труба 6 может быть соединена через сифоны 5 с несколькими водоподъемными трубами 4, каждая из которых находится в своей водозаборной скважине.
Дырчатый фильтр 1 выполнен из пластмассовой трубы питьевого назначения диаметром 160-300 миллиметров с толщиной стенки 20-30 миллиметров с перфорированными отверстиями 2 диаметром 6-8 миллиметров, причем скважность трубы дырчатого фильтра 1 составляет 5-15%. Отверстия 2 просверлены снизу вверх под углом А, показанным на фиг.2 и равным 30-60 градусов к оси трубы.
Водозаборная система с дырчатым фильтром работает следующим образом.
Как показано на фигуре 1, подземная вода через перфорацию 2 дырчатого фильтра 1 и водоподъемную трубу 4 поступает в коллекторную трубу 6. На абсолютной отметке, на 10-15 метров ниже абсолютной отметки скважин, в коллекторной трубе 6 имеется задвижка (на фиг.1-2 не показана). Коллекторная труба 6, соединенная через сифоны 5 с водоподъемными трубами 4, полностью заполняется водой, затем задвижка на коллекторной трубе 6 открывается и вода самотеком непрерывно поступает в водопроводную сеть потребителя.
Применение заявляемого изобретения позволяет в условиях Северного Кавказа производить отбор и подачу воды из аллювиальных отложений переуглубленных долин бассейнов горных рек. Вода, полученная из скважины через сифон, попадает в коллекторную трубу, заглубленную в аллювиальных отложениях на глубину 3-3,5 метра, что позволяет создать долговечную, безнасосную, независимую от паводков, простую и экономичную в эксплуатации водозаборную систему. Применение дырчатого фильтра, выполненного из пластмассовой трубы питьевого назначения, позволяет полностью избежать его коррозии, а выполнение перфорации под углом 30-60 градусов к оси трубы, препятствует проникновению песка, что предотвращает засорение дырчатого фильтра.
В условиях Карачаево-Черкесской республики возможно производить отбор и самотечную подачу подземной воды из аллювиальных отложений переуглубленных долин бассейна реки Кубань через обеззараживающую установку прямо в разводящую сеть без напорно-регулирующих резервуаров, так как эксплуатационные запасы месторождения в этом случае являются естественным резервуаром. Средний уклон рек в горной и предгорной части Карачаево-Черкесии составляет 0,01, поэтому через 1,0-1,5 километра водовод будет работать в условиях сифона. Подобная система, созданная в экспериментальном порядке, для водоснабжения города Карачаевска, в настоящее время проходит испытание на реке Теберда.
Предложенные водозаборные скважины, расположенные в поймах рек, позволят без строительства дорогостоящих берегоукрепительных сооружений создать долговечную, безнасосную, независимую от паводков, простую и экономичную в эксплуатации водозаборную систему.