Каптаж
КАПТАЖ
(франц. captage, от лат. capto — ловлю, хватаю)
комплекс инженерно-технических мероприятий, обеспечивающий вскрытие подземных вод, нефти и газа, вывод их на поверхность Земли и возможность эксплуатации при устойчивых во времени оптимальных показателях (дебит, химический состав, температура и др.). Для перехвата пресных, термальных, промышленных подземных вод пользуются также равнозначным термином «сооружение водозабора».
Культура К. известна с ранних эпох цивилизации и достигала высокого уровня в Древнем Риме (термы императора Каракаллы, водопроводные сооружения), Месопотамии, Северной Африке (Акве-Флавнане), Средней Азии, на Кавказе (кяризы) и др.
Современные каптажные сооружения для подземных вод отличаются большим разнообразием типов и конструкций, учитывающих особенности гидрогеологических условий местности, состав воды, технические и санитарные требования, определяемые заданными режимом водопотребления и целевым назначением эксплуатируемых вод. Простейшим типом каптажных сооружений является шахтный колодец (рис. 1), перехватывающий подземные воды неглубоко залегающих водоносных горизонтов; для предотвращения обвалов стенки колодцев закрепляются каменной кладкой, монолитным бетоном и др. При вскрытии нескольких водоносных слоев горизонт, намеченный к эксплуатации, изолируется от ниже- и вышележащих слоев путём их тампонажа. Наряду с колодцами применяются штольни — протяжённые горизонтальные или слабонаклонные горные выработки, сооружаемые в сильно пересечённых местностях. Иногда штольни сопровождаются системой наклонных, горизонтальных или восстающих скважин, пробуриваемых в боковых стенках и забойной части подземной галереи для увеличения притока воды. К. штольнями осуществлен в СССР в Пятигорске;: за рубежом — в Баньер-де-Люшоне (Франция), Бен-Харуне (Алжир) и др. К. безнапорного источника может осуществляться с помощью камеры (рис. 2).
Наиболее распространённым типом каптажных сооружений являются буровые скважины — одиночные или групповые. Механизированная проходка скважин обеспечивает вскрытие водоносных горизонтов и зон в весьма сложных горно-геологических условиях на глубинах до 2 км и более. При этом удаётся надёжно разобщать водоносные горизонты в скважинах (обсадка трубами, цементация затрубного пространства), предотвращать обвалы стенок и прорыв воды по затрубному пространству, а также устанавливать насосное оборудование, обеспечивающее отбор с заданными эксплуатационными дебитами. Для обсадки таких скважин обычно применяются стальные трубы. При эксплуатации агрессивных подземных вод (углекислых, сероводородных, с низким pH и др.) каптажные скважины обсаживаются трубами из антикоррозийных материалов: легированных сталей, винипласта, полиэтилена, асбоцемента и прочими. Надкаптажные сооружения на месторождениях минеральных подземных вод выполняются в виде бюветов, павильонов, галерей.
К. нефтяных и газовых залежей заключается в герметизации и разобщении межтрубного пространства скважин, регулировании режима их работы и подачи в скважину (или отвода из неё) газа или жидкости. Это достигается специальным оборудованием устья нефтяной или газовой скважины. В зависимости от способа эксплуатации различают К. фонтанных, компрессорных, газлифтных и насосных скважин.
Лит.: Абрамов С. К., Семенов М. П., Чалищев А. М., Водозаборы подземных вод, 2 изд., М., 1956; Лаврушко П. Н., Муравьев В. М., Эксплуатация нефтяных и газовых скважин, М., 1964; Поиски и разведка подземных вод для крупного водоснабжения, М., 1969; Вартанян Г. С., Яроцкий Л. А., Методические указания по поискам, разведке и оценке эксплуатационных запасов месторождений минеральных вод, М., 1970.
***КАПТАЖ РОДНИКОВ
Встречаются родники в виде безнапорных нисходящих ключей или напорных вод, восходящих ключом. Чаще всего ключевая вода характеризуется хорошим качеством и вкусом, соответственно может использоваться для хозяйственно-бытовых нужд.
Забор воды восходящего ключа производят с помощью устройства специальных каптажных камер с приемом воды через нижнюю часть камеры (рис. 1). Эти камеры могут обеспечить накопление воды, нужное для хозяйственных и бытовых нужд. Чтобы увеличить водоприемную поверхность необходимо выполнить каптаж в виде горизонтальных водозаборов, изготовленных из железобетонных, бетонных или керамических труб. В этом случае забор воды производит через дно каптажной камеры, для этого в днище каптажной камеры прорезывают круглые или щелевые отверстия. Водозабор требуется закрывать глиняной подушкой во избежание загрязнения поверхностными стоками. Чтобы избежать вымывания водой частиц грунта, водозаборы обсыпают фильтрующей песчано-гравийной загрузкой.
Чтобы каптажной камеры не переполнялась, сооружают переливную трубу, у которой диаметр рассчитывают с учетом наибольшего дебита родника, а на конце переливной трубы устанавливают водоприемную воронку. Чтобы освободить родниковую воду от взвесей накопительную камеру перегораживают, при этом устраивают два отделения, первое служит для отстоя воды, второе - для забора воды насосом. При этом накопитель каптажной камеры перекрывают железобетонной плитой, вокруг же сооружают отмостку.
На зимний период камеру утепляют с устройством вытяжной трубы, у которой на конце устанавливают колпак с сеткой, а горловину камеры закрывают съемной крышкой. Не плохо, если вокруг камеры установят павильон, а территория вокруг огородят. Периодически камеру необходимо осматривать, очищать и дезинфицировать.
Из нисходящего ключа забор воды выполняется по той же системе, только отверстия устраивают не в днище, а в стенах каптажной камеры (рис. 2).
*** Каптаж подземных водGroundwater caption
Каптаж подземных вод - колодец, скважина, водосборная галерея или иное сооружение для перехвата подземных вод и вывода их на поверхность. *** Каптаж (от лат. capto - ловить, хватать) инженерно-технические сооружения (буровые скважины, шахтные колодцы, штольни и других) для вскрытия подземных вод, нефти и газа, выводу их на поверхность и дальнейшего использования.