RU2518452C2 - Horizontal underground water intake of combined design - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to hydraulic engineering, namely, to water intake facilities. A horizontal underground water intake comprises a water receiving tray 1 with a metal grid 2, on top of which there are gabion mats 3 laid in longitudinal rows with drainage devices. The metal grid 2 is arranged on top of the tray 1. Drainage devices of gabion mats 3 are made of light fascines 4 and perforated pipes 5 laid in layers and wrapped into a gabion net. On top of gabion mats 3 along the tray there are flexible mats 6. Mats 6 are made of dense rows of light fascines wrapped into a geonet. At two sides perpendicularly to the tray 1 and with an inclination to it, at a certain distance from each other, there are dense rows of additional water-collecting lines 7 of the tray 1 from gabion mats 3. Additional lines 7 of gabion mats 3 enter the water-receiving tray 1 with the help of short channels 8. Channels 8 are arranged on top of the tray 1 boards and with direction of the drain inside the tray 1. At the end of the water-receiving tray 1 there is a water-collecting well 9 equipped with a water-intake pipeline 10. Around the well 9 and on top of the loose soil along the line of the tray 1 there is a safety screen 11 from clayey soil.

EFFECT: invention provides for water intake from underground sources in case of shallow ground waters.

5 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству, точнее к водозаборным сооружениям, и может быть использовано для забора воды из подземных источников при неглубоких залеганиях грунтовых вод.The invention relates to hydraulic engineering, more specifically to water intake facilities, and can be used for abstraction of water from underground sources with shallow occurrence of groundwater.

Относительно близким техническим решением является подземный горизонтальный трубчатый водозабор [1, 2], содержащий водоприемную трубу с дренажными отверстиями (круглыми или щелевыми) и обсыпкой фильтрирующей в два-три слоя из песчано-гравелистого материала и водосборный колодец. Основными недостатками данного технического решения являются: низкая ээфективность работы, сложность изготовления фильтрирующей обсыпки и потребность большого количества каменного материала.A relatively close technical solution is an underground horizontal tubular water intake [1, 2], containing a water intake pipe with drainage holes (round or slotted) and filtering in two or three layers of sand and gravel material and a drainage well. The main disadvantages of this technical solution are: low work efficiency, the complexity of manufacturing filtering dusting and the need for a large amount of stone material.

Цель изобретения - повышение эффективности работы и снижения трудоемкости строительства.The purpose of the invention is to increase work efficiency and reduce the complexity of construction.

Указанная цель достигается тем, что в подземном горизонтальном водозаборе, содержащем водоприемную трубу с фильтрирующей обсыпкой и водосборный колодец, на дне вместо водоприемной трубы устроен открытый лоток, перекрытый сверху металлической решеткой, сверху которой продольными рядами устроены габионные тюфяки с дренажными устройствами, состоящими из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку, сверху габионных тюфяков вдоль лотка уложены гибкие тюфяки, состоящие из дренирующего заполнителя, который выполнен из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку, а с двух сторон перпендикулярно к лотку и с уклоном к нему на определенном расстоянии друг от друга уложены плотные ряды аналогичных габионных тюфяков, образующих дополнительные водосборные линии водоприемного лотка, при этом дополнительные линии габионных тюфяков входят в водоприемный лоток с помощью коротких каналов, устроенных поверху бортов лотка и с направлением стока во внутрь лотка.This goal is achieved by the fact that in the underground horizontal water intake containing a water intake pipe with a filtering sprinkler and a drainage well, instead of a water intake pipe, an open tray is arranged at the bottom, which is covered on top with a metal grill, on top of which gabion mattresses with drainage devices consisting of light fascines are arranged in longitudinal rows. and perforated pipes laid in alternating rows and wrapped in a gabion net, flexible mattresses consisting of drainage are laid on top of the gabion mattresses along the tray a tenant, which is made of dense rows of light fascia, wrapped in a geogrid, and on both sides perpendicular to the tray and with a slope to it at a certain distance from each other, dense rows of similar gabion mattresses are laid, forming additional drainage lines of the water intake tray, with additional lines gabion mattresses enter the water intake tray using short channels arranged on top of the sides of the tray and with the flow direction into the tray.

На фиг.1 изображено продольное сечение по оси водоприемного лотка горизонтального подземного водозабора; на фиг.2 - план основной части водозабора; на фиг.3 - поперечное сечение водосборного лотка по линии продольных осей дополнительных линий габионных тюфяков; на фиг.4 - габионный тюфяк; на фиг.5 - гибкий тюфяк из легких фашин.Figure 1 shows a longitudinal section along the axis of the intake tray of the horizontal underground water intake; figure 2 is a plan of the main part of the intake; figure 3 is a cross section of the drainage channel along the line of the longitudinal axes of the additional lines of gabion mattresses; figure 4 - gabion mattress; figure 5 is a flexible mattress of light fascin.

Горизонтальный подземный водозабор состоит из водоприемного лотка 1 с металлической решеткой 2, устроенной поверху лотка, габионных тюфяков 3 с дренажными устройствами, выполненных из легких фашин 4 и перфорированных труб 5, уложенных послойно и завернутых в габионную сетку. Сверху габионных тюфяков 3 продольными рядами уложены гибкие тюфяки 6, выполненные из легких фашин 4, завернутых в геосетку. С двух сторон перпендикулярно к лотку 1 на определенном расстоянии друг от друга устроены дополнительные водосборные линии 7 из габионных тюфяков 3, и в местах соприкосновения концевых частей каждой линии 7 из габионных тюфяков 3 поверху лотка предусмотрены короткие каналы 8, входящие с уклоном во внутрь лотка 1. В конце водоприемного лотка 1 устроен водосборный колодец 9, оборудованный водозаборным (всасывающим) трубопроводом 10. Вокруг колодца 9 и поверху насыпного грунта по линии лотка 1 устроен защитный экран 11 из глинистого грунта.The horizontal underground water intake consists of a water intake tray 1 with a metal grill 2 arranged on top of the tray, gabion mattresses 3 with drainage devices made of light fascia 4 and perforated pipes 5, laid in layers and wrapped in a gabion net. On top of the gabion mattresses 3 flexible rows of 6 mattresses made of light fascia 4 wrapped in a geogrid are laid in longitudinal rows. On both sides perpendicular to the tray 1, additional drainage lines 7 from gabion mattresses 3 are arranged at a certain distance from each other, and at the points of contact of the end parts of each line 7 of gabion mattresses 3, short channels 8 are provided on top of the tray, entering with a slope inside the tray 1 A drainage well 9 is arranged at the end of the intake tray 1, equipped with a water intake (suction) pipe 10. A protective screen 11 made of clay soil is arranged around the well 9 and on top of the bulk soil along the line of the tray 1.

Подземный горизонтальный водозабор строится следующим образом.Underground horizontal water intake is constructed as follows.

Вначале заготавливают в достаточном объеме сухой и созревший камыш и привозят его к месту строительства водозабора. Затем из камыша изготавливают необходимое количество легких фашин 4, из них, заворачивая их в геосетку по 4-5 штук, изготавливают гибкие тюфяки 6. Также из легких фашин 4, укладывая послойно с перфорированными трубами 5, изготавливают и габионные тюфяки 3. Далее в водоносном слое грунта, с небольшой глубиной залегания уровня грунтовых вод, разрабатывают основную траншею под водоприемный лоток 1 и вспомогательные траншеи под дополнительные водосборные линии 7 из габионных тюфяков 3, а также котлован под водосборный колодец 9. После планируют основания лотка 1 и вспомогательных траншей под линии 7 и дно котлована под водосборный колодец 9, при этом уклон основной траншеи под лоток 1 в сторону колодца 9, обеспечивающий эффективный прием и отвод профильтровавшейся воды, составляет 0,015…0,025. А уклоны траншей дополнительных водосборных линий 7 в сторону лотка 1 составляют 0,025…0,05. Затем одновременно строят водосборный колодец 9 и лоток 1 из бетона, железобетона или другого безопасного материала. Водоприемный лоток может быть выполнен из железобетона, металла или полимерного материала с сегментным или параболическим сечением. После набора необходимой прочности материалов колодца 9 и лотка 1, сверху лотка 1 устраивают арматурные решетки 2 (А1 ø 14-16 мм) с ячейками 10×10 см или 10×20 см. Затем траншею вокруг лотка 1 до верха засыпают местным грунтом, а сверху лотка 1 перпендикулярно к нему в местах входа дополнительных линий 7 устраивают короткие каналы 8 с входом во внутрь лотка 1. После чего одновременно укладывают продольные ряды габионных тюфяков 3 над лотком 1 и в траншеи дополнительных водосборных линий 7, так чтобы перфорированные трубы 5 (рядом лежащих тюфяков 2) соответсвенно входили друг в друга по линии уклона и течения воды. Таким образом, габионные тюфяки 3 монтируют по всей длине лотка 1 и траншей 7. Сверху габионных тюфяков 3 вдоль лотка 1 укладывают также продольными рядами гибкие тюфяки 6, плотными рядами в два слоя с перевязкой и прикреплением их местами к габионным тюфякам 3. Габионные тюфяки 3 могут иметь следующие размеры: 30×20×120 см, 35×25×150 см, 40×30×200 см и другие. А гибкие тюфяки 5 делают длиной 150-200 см и диаметром 20-25 см. После чего сверху гибких тюфяков 6 и габионных тюфяков 3 (дополнительных водосборных линий) укладывают соответствующий (вынутый из водоносного слоя) грунт до верха траншей с равномерным уплотнением до естественного его состояния. При этом вокруг водосборного колодца 9 и поверху насыпного грунта по линии лотка 1 укладывают защитный экран 11 из глинистого грунта (мятой глины), толщиной не менее 25 см, для предотвращения попадания грязных вод поверхностного стока в водоприемную часть сооружения. В конце в водосборном колодце 9 монтируют всасывающий трубопровод, так чтобы входная часть патрубка находилась выше дна на 30 см. После завершения строительства территорию вокруг водозаборного сооружения планируют и обустраивают, чтобы поверхностный сток воды не проникал ни в траншею 1, ни в колодец 7.First, dry and ripened reeds are harvested in sufficient quantities and brought to the construction site of the water intake. Then, from the reeds, the necessary number of light fascia 4 is made, of which, wrapping them in a geogrid of 4-5 pieces, flexible mattresses are made 6. Also of light fascia 4, laying in layers with perforated pipes 5, gabion mattresses are also made 3. Next, in the aquifer a soil layer, with a shallow depth of the groundwater level, develop the main trench for the water intake tray 1 and auxiliary trenches for additional drainage lines 7 from the gabion mattresses 3, as well as a foundation pit for the drainage well 9. After that, the main Bani tray 1 and the auxiliary trenches for lines 7 and the bottom of the pit beneath the drainage sump 9, the main bias trench under the tray 1 in the direction of the well 9, which provides efficient reception and discharge of filtered water is 0.015 ... 0.025. And the slopes of the trenches of additional catchment lines 7 in the direction of the tray 1 are 0.025 ... 0.05. Then at the same time build a drainage well 9 and a tray 1 of concrete, reinforced concrete or other safe material. The water intake tray may be made of reinforced concrete, metal or a polymer material with a segment or parabolic section. After gaining the necessary strength of the materials of the well 9 and tray 1, reinforcing grids 2 (A1 ø 14-16 mm) with 10 × 10 cm or 10 × 20 cm cells are arranged on top of the tray 1. Then, the trench around the tray 1 is covered with local soil to the top, and on top of the tray 1, perpendicular to it, at the entry points of the additional lines 7, short channels 8 are arranged with an entrance to the inside of the tray 1. Then, longitudinal rows of gabion mattresses 3 are stacked above the tray 1 and in the trenches of the additional drainage lines 7, so that the perforated pipes 5 (near reclining mattresses 2) They entered into each other along the line of the slope and the flow of water. Thus, gabion mattresses 3 are mounted along the entire length of the tray 1 and trenches 7. On top of the gabion mattresses 3 along the tray 1, flexible mattresses 6 are also laid in longitudinal rows, in dense rows in two layers with a dressing and attached in places to the gabion mattresses 3. Gabion mattresses 3 can have the following sizes: 30 × 20 × 120 cm, 35 × 25 × 150 cm, 40 × 30 × 200 cm and others. And flexible mattresses 5 are made 150-200 cm long and 20-25 cm in diameter. After that, on top of the flexible mattresses 6 and gabion mattresses 3 (additional drainage lines) they lay the appropriate (removed from the aquifer) soil to the top of the trenches with uniform compaction to its natural condition. At the same time, around the drainage well 9 and on top of the bulk soil along the line of the tray 1, a protective screen 11 of clay soil (crushed clay) with a thickness of at least 25 cm is laid to prevent dirty surface water from entering the water intake of the structure. At the end, a suction pipe is mounted in the drainage well 9, so that the inlet of the nozzle is 30 cm above the bottom. After the construction is completed, the area around the intake structure is planned and equipped so that the surface water flow does not penetrate into trench 1 or into well 7.

Горизонтальный подземный водозабор комбинированной конструкции работает следующим образом.Horizontal underground water intake combined design works as follows.

В безнапорном водоносном слое грунта, из-за того что уровень грунтовых вод находится выше габионных и гибких тюфяков, самотеком вода поступает к гибким тюфякам 6 и габионным тюфякам 3, обладающим хорошими дренирующими свойствами. В габионных тюфяках 3, где вода проникает через водоприемные отверстия в дренажные перфорированные трубы 5, обеспечивающие (из-за уклона) транспортирование и попадание воды в водоприемный лоток 1 и через него в водосборный колодец 9. Легкие фашины 4, изготовленные из сухого камыша, являются хорошим дренирующим материалом, который сохраняет свои свойства (без разложения) 15-20 лет. Через 12-15 лет могут быть заменены дренирующие материалы, т.е. заменены и переложены габионные 3 и гибкие тюфяки 6. Наиболее эффективно работает водоприемный лоток 1 с сегментным или параболическим сечением. Для обеспечения эффективной работы сооружения из водосборного колодца необходимо обеспечить непрерывный забор воды через всасывающий трубопровод 10 стационарной насосной станции или глубинного насоса.In a gravity-free aquifer, because the groundwater level is higher than gabion and flexible mattresses, water flows by gravity to flexible mattresses 6 and gabion mattresses 3, which have good drainage properties. In gabion mattresses 3, where water penetrates through the water inlet openings into the perforated drainage pipes 5, which ensure (due to the slope) the transportation and ingress of water into the water intake tray 1 and through it into the water collecting well 9. Light fascia 4 made of dry reeds are good drainage material that retains its properties (without decomposition) for 15-20 years. After 12-15 years, drainage materials can be replaced, i.e. gabion 3 and flexible mattresses 6 were replaced and shifted. The water intake tray 1 with a segment or parabolic section works most effectively. To ensure the effective operation of the structure from the drainage well, it is necessary to ensure continuous water intake through the suction pipe 10 of the stationary pump station or the downhole pump.

Горизонтальный водозабор комбинированной конструкции наиболее эффективно может быть использован в прибрежных и других водоносных грунтовых массивах с глубиной залегания безнапорного уровня грунтовых вод до 7-10 м.The combined horizontal water intake can be most effectively used in coastal and other aquiferous massifs with a depth of groundless groundwater level of up to 7-10 m.

Подземный горизонтальный водозабор предназначен для водоснабжения сельских поселений, небольших городов и поселков.The underground horizontal water intake is intended for the supply of rural settlements, small towns and villages.

Источники информацииInformation sources

1. А.М.Тугай. Водоснабжение. Водозаборные сооружения. - Киев: Вища школа. Головное издательство. 1984. С.163-165.1. A.M. Tugay. Water supply. Water intake facilities. - Kiev: Vishka school. Head office. 1984. S.163-165.

2. Абрамов И.Н. Водоснабжение. - М.: 1982 г. - с.191-194.2. Abramov I.N. Water supply. - M .: 1982 - p.191-194.

Claims (1)

Горизонтальный подземный водозабор комбинированной конструкции, содержащий водоприемную трубу и водосборный колодец, отличающийся тем, что на дне вместо водоприемной трубы устроен открытый лоток, перекрытый сверху металлической решеткой, сверху которой продольными рядами уложены габионные тюфяки с дренажными устройствами, состоящими из легких фашин и перфорированных труб, уложенных чередующими рядами и завернутых в габионную сетку, сверху габионных тюфяков вдоль лотка уложены гибкие тюфяки, состоящие из дренирующего заполнителя, который выполнен из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку, а с двух сторон перпендикулярно к лотку и с уклоном к нему на определенном расстоянии друг от друга уложены плотные ряды аналогичных габионных тюфяков, образующих дополнительные водосборные линии водоприемного лотка, при этом дополнительные линии габионных тюфяков входят в водоприемный лоток с помощью коротких каналов, устроенных поверху бортов лотка и с направлением стока во внутрь лотка. A horizontal underground water intake of a combined design, containing a water intake pipe and a water well, characterized in that instead of the water intake pipe, an open tray is arranged at the bottom, which is covered on top with a metal grate, on top of which gabion mattresses with drainage devices consisting of light chutes and perforated pipes are laid in longitudinal rows, laid in alternating rows and wrapped in a gabion net, flexible mattresses consisting of a draining aggregate are laid on top of the gabion mattresses along the tray which is made of dense rows of light fascia wrapped in a geogrid, and on both sides perpendicular to the tray and with a slope to it at a certain distance from each other, dense rows of similar gabion mattresses are laid, forming additional drainage lines of the water intake tray, with additional lines of gabion mattresses enter the water intake tray using short channels arranged on top of the sides of the tray and with the flow direction into the tray.

Images