Приглашаем посетить сайт
АРТЕЗИАНСКИЙ КОЛОДЕЦ
АРТЕЗИАНСКИЙ КОЛОДЕЦ. Если ввести в почву железную трубу в вертикальном направлении,вынуть из нее грунт и довести ее до глубокого водоносного слоя, то вода в этой трубе поднимется выше верхнего уровня этого водоносного слоя. Такая труба, вместе с оборудованием для подачи воды вверх, называется А. к. Поднятие воды в трубе обусловливается давлением, которое имеется в глуб. водоносных слоях. Это давление иногда бывает настолько сильно, что вода в А. колодце поднимается до поверхности земли и даже бьет фонтаном кверху. Подобные колодцы называются артезианскими потому, что первоначально они были устроены во франц. провинции Артуа.-А. к. строятся посредством бурения, для чего железная труба ввинчивается в грунт, к-рый выбирается из нее с помощью особых приспособлений. В зависимости от количества воды, которое желают получить, диаметр трубы А. к., носящей название обсадной трубы, бывает от 100 до 600 и более мм. Бурение А. к. небольших диаметров обыкновенно производится вручную. Колодцы же на ббльшую производительность выделываются механически, с помощью паровых машин или двигателей внутреннего сгорания. Способов бурения много и они изменяются в зависимости от местных условий, качества грунта и проч. Простейший из них состоит в следующем. Из нескольких бревен строят особую треногу, обшивают ее тесом и на высоте ок. 2 м от земли делают площадку. Такое сооружение называется буровой вышкой (на рис. 1 изображена более солидная вышка о четырех ногах). На месте строящегося А. к. выкапывают яму квадратного сечения, в каждой стороне по 2 л*. Затем берут железную трубу, которая должна опускаться в грунт совершенно вертикально. К болту, соединяющему верхние концы треноги, подвешивают блок, через который перекидывают веревку или проволочный канат, при чем отвес, подвязанный к концу веревки или каната, должен проходить через ось трубы. На конце веревки привешивается инструмент, называемый желонкой; желонка выделывается также из железной трубы, длиной около 2 м; к нижнему концу этой трубы приделывается острое стальное кольцо и металлический клапан, открывающийся внутрь желонки; на другом конце, который открыт, приваривается на двух опорах кольцо, предназначенное для прикрепления каната, перекинутого через блок. К нижнему концу обсадной трубы приделывается острое стальное режущее орудие, имеющее вид зубчатой коронки (фрезер), и, когда такая труба поставлена совершенно вертикально на место, ее начинают ввинчивать в грунт посредством особого хомута, на к-рый рабочий налегает грудью. Чтобы яма, вырытая на месте А. к., не обсыпалась, ее обделывают по бокам досками и застилают сверху; в том месте, где проходит вертикальная труба, в этом настиле вырезано отверстие диаметром 15-20 см. Такое же отверстие вырезано на площадке буровой вышки. Железные трубы обыкновенно бывают длиной 5 м. Ввинчивание трубы производится одной или двумя парами рабочих; в зависи
Рисунок 1.
мости от твердости грунта иногда требуется и бблыпая сила. Труба, благодаря фрезеру, врезывается в грунт и постепенно опускается вниз. Когда верхний конец этой трубы уже будет близок к рабочему хомуту, на нее навинчивают другую трубу и т. д. Желонка служит для выбирания из этой трубы грунта, для чего ее опускают в трубу, врезывающуюся в грунт, и с помощью каната, перекинутого через блок (уда), бьют ею об грунт, который постепенно, через клапан, входит в желонку. Чтобы грунт легче входил в желонку, в трубу наливают воду, после чего грунт размягчается; желонка периодически наполняется грунтом, тогда ее вытаскивают наружу, опрокидывают и опоражнивают ударами о землю. Когда желонка пройдет в грунте ниже фрезера обсадной трубы на 0,5 м, ее оставляют и снова начинают завинчивать трубу в грунт. Если обсадная труба дойдет до каменистого грунта, то ввинчивание трубы приостанавливают и продолжают работать особым долотом и желонкой. Сначала отвязывают желонку и к канату прикрепляют железное долото с острым стальным наконечником. Это долото опускают в обсадную трубу и бьют им по камню. Через нек-рое время долото отцепляют и прикрепляют снова желонку; затем снова привязывают долото и т. д.-до тех пор, пока не дойдут до источника воды или мягкого грунта. Если воды в скважине окажется недостаточно, то бурение продолжают до одного из следующих артезианских водоносных слоев. В Москве есть А. к., получающие воду из первого артезианского водоносного слоя с глубины 60-70 м, из второго водоносного слоя с глубины 120-140 м и, наконец, из третьего-с глубины 200-240 м. В этом случае каменная порода служит стенкой артезианской скважины. В большинстве случаев эти каменные породы представляют собой известняки, через которые часто проходят трещины различных размеров, заполненные водой. Когда при бурении доходят до трещины, то забойное долото проваливается, и сразу в скважине появляется вода, иногда доходящая до поверхности земли и даже изливающаяся выше поверхности. На рис. 2 изображена одна из таких скважин, выделанная на фабричном дворе Ярцевской текстильной мануфактуры.-При ввинчивании трубы А. к. в грунт наступает такой момент, когда она далее не углубляется, потому что сопротивление почвы стенкам трубы очень велико. Это бывает на глубине 20-30 м. В таком случае приходится взять трубу меньшего диаметра (на 50 мм) и опустить в скважину до того места, где остановилась первая труба. В нижнем конце новой трубы также должен быть стальной фрезер, РИС. 2. потому что новую трубу придется ввинчивать в грунт. Само собой разумеется, что для продолжения работы желонка и долото должны быть также меньшего диаметра, чем были ранее. При выделке А. к. приходится, т. о., уменьшать диаметр трубы два, три и более раз. В таком случае, по окончании устройства А. к., трубы меньшего диаметра срезают особым инструментом немного выше того места, где они входят в почву. Т. о., нижний конец трубы меньшего диаметра будет расположен ниже верхнего конца трубы боль иего диаметра на 200- 250 мм, а весь колодец будет иметь телескопический вид. Если вблизи места бурения имеются грунтовые воды, которые могут загрязнить артезианскую воду, то промежуток между трубами заполняется железным или свинцовым кольцом и, вообще, тщательно закрывается, чтобы предохранить артезианскую воду от промежуточной грунтовой воды, что важно в санитарном отношении. При механическом бурении вместо человеческой силы употребляется энергия двигателя, благодаря чему работа идет быстрее. Скважины ботьшого диаметра- 500 и более мм-могут быть выделаны только механически. Когда воды в скважине появится много, проверяют производительность скважины с помощью пробной откачки в течение не менее 24 часов безостановочно. При пробной откачке очень важно следить за уровнем воды в скважине; если этот последний опускается на незначительную глубину, а количество воды, измеряемое при откачке, удовлетворяет потребность учреждения, устраивающего А. к., то можно считать дело законченным. Далее следует оборудование А. скважины насосным сооружением. Существует несколько типов артезианских насосов, самым простым из которых является обыкновенный поршневый насос. Если уровень воды в скважине стоит очень высоко, то в воду скважины опускают обыкновенную всасывающую т| убу. Иногда насос приходится опустить в скважину, помещая его в особой железной трубе. Вместо поршневого насоса в скважину можно опустить центробежный насос, который будет расположен у низшего уровня водоносного слоя горизонтально на вертикальном валу. Этот вал с помощью зубчатой передачи соединяется с электромотором; турбина приводится в быстрое вращение, и вода выкачивается на поверхность. Центробежные насосы были впервые предложены в конце прошлого столетия инженером Ф а р к о. С того времени они очень усовершенствовались, и на одном валу ставят даже по нескольк j многокамерных центробежных насосов, ют. рые попрежнему называются насосами системы Фарко. Для подъема воды из артезианских скважин, когда уровень ее стоит довольно близко < т поверхности земли, употребляют также воздушные и пневматические насосы системы «М а м-м у т ». К месту потребления вода подается с помощью второй перекачки, при чем бывают случаи, что А. вода, заключающая в себе соли железа, от вдувания в нее воздуха делается мутной вследствие образования гидрата окиси железа в виде красно- бурого осадка. В таком случае требуется предварительное отстаивание воды, и только после такой обработки воду можно качать к местам потребления. Пневматические насосы чрезвычайно просты по своему устройству и имеют много преимуществ перед другими системами насосов; их главный недостаток-это малый коэфициент полезного действия (15-20%), вследствие чего экс-плоатация подобного насоса неэкономна. В последние годы вошел в употребление новый тип пневматического насоса системы «Э р-л и ф т». Он представляет собой усовершенствованный насос системы «Маммут». Надо заметить, что при мелко-песчаном водоносном слое вместе с водой при откачке в скважину поступает и мелкий песок, который при поршневых насосах очень вреден, т. к. при движении поршня попадает между поршнем и стенками насосного цилиндра. Вследствие этого коэф. полезного действия насоса понижается, и насос часто приходится ремонтировать. Для предупреждения этого при поршневых насосах на дно скважины вставляется особый фильтр, состоящий из железной трубы с отверстиями. Такая труба с нижнего конца заделывается заглушкой, а поверхность ее опаивается медной сеткой, не пропускающей мелк го пески Время от времени скважина все же затягивается песком. В таком случае фильтр с насосом вынимается из колодца, и скважина продувается воздухом с помощью пневматического насоса. Стоимость А. к. зависит от многих условий: плотности породы (песок, глина, камень и пр.), стоимости рабочих рук, материалов и пр. Изображенная на рис. 2 скважина на Ярцевской текстильной мануфактуре, при диаметре в 250 мм, пройденная на глубину 163,5 м, обошлась в 20 тыс. руб. Скважина построена в 1926 г., вода изливается на поверхность в количестве 4 тысяч ведер в, час.-Состав артезианских вод и их санитарное значение - см. Артезианские води.
Лит.: Кашкаров Н. А., Курс водоснабжения, Москва, 1926; Винокуров, Кайкоа и Филатов, Буровые изыскания подземных вод и оборудование трубочных колодцев, Москва, 1914; Данилов Ф. А., Что такое здоровая питьевая вода и как она получается, над. НКЗдр.„ Москва, 1925.
Ф. Данилов.