КАПТАЖ

КАПТАЖ, в широком смысле слова захват или сбор воды подземной или наземной в целях водоснабжения и орошения. У нас обычно под К. понимают захват воды ключей или подземных источников посредством расчистки и обделки их выхода на поверхность земли. К. во всех случаях должен обеспечивать достаточный для бесперебойного снабжения дебит (расход) воды и длительный срок эксплуатации ключа. Дебит многих ключей очень сильно меняется по временам года и по годам. Для водоснабжения желательно брать ключи, у к-рых отношение наибольшего дебита к наименьшему не больше 10. Ключи дают на 1 га площади питания обычно от 0,18 до 0,50 м³/час воды, минимум 0,06 м³/час и максимум 1,8 м³/час.

Рис. 1. Типы ключей: 1 - восходящий на сбросе (в. п. - водоупорная порода, т. с. - трещина сброса, стрелками показана водоносная порода); 2 - восходящий из трещин породы; 3 - восходящий, пробившийся через делювий; 4 - нисходящий - частичного подпора; 5 и 6 - нисходящие, пробивающиеся через делювий

К. выполняется посредством расчистки выхода ключа (для обеспечения притока воды) и обделки его каптажной камерой, в к-рой собирается нек-рый запас воды и осаждаются частицы вымытой ключом породы. В зависимости от типа каптируемого ключа и гидрологических условий, а также от того, какие материалы и оборудование используются при устройстве каптаж-ного сооружения, при. меняют различные виды К. При К. восходящего ключа (рис. 1) расчистку выхода делают в глубину до вскрытия основной жилы и вводят ключ в каптажную камеру через её дно; при К. нисходящего ключа расчистку ведут горизонтально или наклонно в сторону выхода и вводят ключ через заднюю или боковую стенку каптажной камеры. Если ключ выходит из скалистой породы, то входное дно или боковая стенка могут быть либо открытыми, либо иметь круглые или щелевые отверстия; в сыпучей же породе на дне каптажной камеры или за входной стенкой насыпают гравелисто-песчаный фильтр из 2 - 4 слоев толщиной по 10 - 20 см. Из каптажной камеры вода поступает через сетчатую насадку и задвижку в водовод, доставляющий её к месту потребления. Для сброса лишней воды из камеры в ней устанавливают особую переливную (сбросную) трубу, отводящую воду в ближайшее пониженное место. Для очистки камеры от ила и песка её пол устраивают наклонным и в пониженном месте его делают отверстие в промывную трубу (в обычное время закрытое пробкой), соединённую тройником с переливной трубой. Материалом для каптажного сооружения могут служить камень, бетон, железобетон, керамиковые трубы или дерево, применяемое очень редко, так как оно быстро сгнивает.

Рис. 2. Каптаж нисходящего ключа из песчаного пласта: 1 - каптажная камера; 2 - подпорная каменная стенка; 3 - полусвод с пустыми швами; 4 и 5 - слои песчано-гравелистого фильтра; 6 - переливная труба; 7 - промывная труба; в - водовод; 9 - глиняное покрытие; 10 - нагорная отводная канава; 11 - задвижка

К. ключа, нисходящего из песчаного пласта (рис. 2), снабжён подпорной стенкой с полусводом, каменной камерой, песчано-гравелистым фильтром и, для предупреждения загрязнения поверхностными водами, глиняным покрытием и водоотводящей нагорной канавой. На рис. 3 изображён в разрезе каменный К. ключа, нисходящего из скалы. Здесь каптажная камера разделена водосливной стенкой на 2 части: отстойник для задержания песчаных частиц, выносимых ключом, и водоотводную камеру.

Рис. 3. Каптаж нисходящего из скалы ключа с отстойником; 1 - отстойник; 2 - водоотводная камера; 3 - вентиляционная труба; 4- водосливная стенка из отстойника; 5 - воронки переливных труб; 6 - промывные отверстия с пробками; 7 и 8 - водовод с задвижкой

Если имеется неск. мелких нисходящих ключей с выходом примерно на одной высоте в береге, можно их перехватить водосборной трубой, из к-рой посредством тройников и патрубков вода вводится в камеру. В этом случае применяют каптажное сооружение, изображённое на рис. 4. Здесь водосборная дырчатая труба, перехватывающая ключи (по пласту), окружена гравелисто-песчаным фильтром. Вода из этой трубы поступает в камеру, снабжённую отстойником, водоводом, переливной и промывной трубами. Ввиду трудности прокладки на большой глубине длинных водосборных труб устраивают закрытые, легко проходимые галереи (рис. 5).

Рис. 4. Каптаж нисходящего ключа с водосборной трубой с каптажной камерой и гравелисто-песчаным фильтром: 1 - сборная труба дырчатая; 2 - сборная каптажная камера; 3 - водовод; 4 - промывная труба; 5 - переливная труба для сброса излишних вод; 6 - вентиляционная труба; 7 - входная дверь; 8 - глиняное покрытие; 9 - водоотводная нагорная канава; 10 - промывная труба с клапаном

Рис. 5. Каптаж водосборной галереей: 1 - штольня-галерея; 2 - отверстия для прохода воды в галерее; 3 - вентиляционная труба; 4 - входная дверь в сборную каптажную камеру; 5 - переливная труба; 6 - водовод с сетчатым насадком; 7 - сбросная грязевая труба; 8 - промывная труба с пробкой; 9 - смотровой колодец с задвижкой на водоводе

На рис. 6 изображён К. восходящих из песка ключей, осуществлённый путём расчистки их выхода, засыпки котлована камнем и устройства глиняного перекрытия и свайноглиняных стенок. Рис. 7 представляет собой вертикальный разрез К. восходящих из песка ключей, выполненного посредством спускного колодца с донным фильтром, водоводом и переливной трубой. К. ключей является наиболее древним способом снабжения населённых мест доброкачественной водой. При высоком расположении выхода ключей применение К. дает возможность досттавлять воду к потребителю самотёком, т. е. наиболее дешёвым способом.

Рис. 6. Каптаж восходящих из песка ключей с каменной наброской: 1 - глиняное перекрытие; 2 - земляная насыпь; 3 - каменная наброска; 4 - водовод; 5 - сваи; 6 - песок; 7 - глиняная стенка; 8 - вентиляционная труба

Ключевое водоснабжение широко применяется на Сев. Кавказе, в Закавказье, на побережье Крыма, на правом берегу Волги и во многих др. местах. При обильном притоке воды можно использовать для водоподъёма гидравлический таран (см. Водоподъёмник) и поднять воду ключа к потребителю на выc. в 20 м и больше.

Распространение ключей на территории СССР крайне неравномерное. Их больше в тех местах, где четвертичный покров слабо развит и коренные породы прорезаются долинами рек и оврагов (Кавказ, Урал, Карпаты, Крым, горы Ср. Азии). Много ключей, и они обильны в центральных областях РСФСР: в Московской, Тульской, Орловской, а также в Прибалтийских республиках. В юж. степных р-нах европ. части СССР ключей значительно меньше. Ключи с большим дебитом в этих р-нах встречаются редко, и они приурочены, гл. обр., к выходам известняков, напр., на сев. побережье Азовского моря.

В степных р-нах Зап. Сибири и Ср. Азии пригодных к использованию ключей почти нет. В р-нах вечной мерзлоты (в Якутии и на Дальнем Востоке) надёжных ключей мало. Они питаются большей частью подмерзлотными водами, образуя при выходе на поверхность огромные наледи, к-рые здесь служат лучшими и главными источниками воды. Ключи широко используются посредством существующих водопроводов на Сев. Кавказе, Юж. Побережье Крыма, в Ср. Поволжье, Молотовской обл., в горах и предгорьях Ср. Азии для с.-х. водоснабжения и реже для орошения. В Ставропольском крае имеются водопроводы с забором воды из ключей, снабжающие целые группы сельских населённых пунктов. Однако следует отметить, что ключи на территории СССР ещё сравнительно мало использованы в деле с.-х. водоснабжения и орошения. А. Калинников.

Рис. 7. Каптаж восходящего ключа в песках: 1 - водовод; 2 - переливная труба; 3 - гравелистый фильтр; 4 - вентиляционная труба; 5 - глиняный замок; 6 - засыпка грунта с тщательным трамбованием; 7 - кирпичная, каменная или бетонная стенка колодца; 8 - опорный нож колодпа

Литература - см. Водопровод, Водоснабжение.