Зумпф — гидротехническое сооружение¶
Зумпф — водосборный (приёмный) резервуар гидротехнической конструкции, предназначенный для сбора воды, сброса её избыточного напора и последующего отвода в нижний бьеф или на следующий этап водовода. Термин происходит от немецкого слова Sumpf («болото, топь»). Зумпфы применяются в шахтном водоотливе, тоннельном строительстве, системах водоснабжения и канализации, а также в аквариумистике.
¶Происхождение термина
Немецкое слово Sumpf в русский технический язык пришло в XIX веке вместе с немецкой горной и гидротехнической терминологией, активно использовавшейся на предприятиях Урала, Донбасса и других промышленных районов Российской империи. В горном деле «зумпфом» называли низшую точку шахтного ствола или выработки, куда стекала вода и откуда она откачивалась насосами. Со временем значение слова расширилось: зумпфом стали называть любой приёмный резервуар, выполняющий функцию водосборника.
¶Устройство и принцип работы
Конструктивно зумпф представляет собой заглублённую ёмкость (камеру, бассейн, приямок), выполненную из бетона, кирпича или металла. Основные элементы:
- Приёмная камера — пространство, куда поступает вода по самотёчному водоводу или напорной трубе;
- Водосборный уклон — дно с уклоном к точке откачки;
- Насосный узел — погружные или консольные насосы, поднимающие воду на следующий уровень;
- Переливное устройство — предотвращает переполнение при пиковых притоках;
- Донный илосос — удаляет накопленные взвеси и песок.
Принцип работы: вода самотёком или под напором поступает в зумпф, где замедляется её течение, выпадают взвешенные частицы, а затем насосы откачивают воду вверх по стволу или в сторону очистных сооружений. Зумпф выполняет роль буферной ёмкости, сглаживая неравномерность притока.
¶Применение
¶Шахтное водоотливное хозяйство
Основная область применения зумпфов — глубокие рудники и угольные шахты. Водосборный зумпф устраивается в нижней части вертикального или наклонного ствола. В России крупнейшие шахтные зумпфы работают на предприятиях Кузбасса, Криворожского железорудного бассейна (Украина) и Норильского горно-металлургического комбината. Глубина зумпфов может достигать нескольких сотен метров от поверхности, а производительность водоотлива — десятков тысяч кубометров воды в сутки. В условиях затопления шахт (например, после прекращения откачки на заброшенных предприятиях) зумпфы становятся источниками кислых шахтных вод, загрязняющих реки и грунтовые воды.
¶Тоннельное и метро-строительство
При проходке тоннелей зумпфы устраивают в понижениях трассы для сбора инфильтрационных и прорывных вод. В метростроительстве зумпфы применяются при проходке глубоких станций и перегонных тоннелей.
¶Водоснабжение и канализация
В системах водоснабжения зумпф — приёмная камера перед насосной станцией. В канализации зумпфом называют нижнюю часть колодца (приёмный резервуар) перед насосной станцией подкачки.
¶Аквариумистика
В аквариумистике зумпф — внешний фильтр-проточная камера, устанавливаемый под аквариумом или позади него. Вода из аквариума самотёком поступает в зумпф, где проходит механическую и биологическую фильтрацию через наполнители (губку, керамику, синтепон), а затем возвращается насосом обратно. Зумпфовые фильтры считаются наиболее эффективными для морских и крупных пресноводных аквариумов, поскольку обеспечивают большую площадь биофильтрации и позволяют скрыть оборудование.
¶Расчёт и нормирование
Расчёт объёма зумпфа ведётся по формуле: V = Q · t, где Q — максимальный приток воды (м³/ч), t — время работы насосов без переполнения (обычно 5–30 минут). Для шахтных зумпфов объём определяется по методике «Правил безопасности в угольных шахтах» и аналогичных нормативов для рудников. Дополнительно учитываются:
- Максимальный уровень воды (МУВ) и минимальный (МНВ);
- Производительность основного и резервного насосов;
- Возможный прорыв грунтовых вод;
- Необходимость отстаивания взвесей.
¶Экологические аспекты
Заброшенные шахтные зумпфы после прекращения работы рудников продолжают наполняться водой, которая окисляется при контакте с сульфидными породами, образуя кислые шахтные воды с низким pH и повышенным содержанием тяжёлых металлов. Ликвидация таких объектов требует строительства очистных сооружений или установки нейтрализующих систем.
¶См. также
¶Источники
- Горная энциклопедия в 5 томах, т. 2, М.: Большая российская энциклопедия, 1984—1995.
- Правила безопасности в угольных шахтах, М.: Недра, различные издания.
- Справочник горняка, под ред. А. С. Бурчака, Киев: Техника.
- ГОСТ 21.302—2013 «Система проектных документов в строительстве. Условные графические изображения в санитарно-технических системах».