Что нужно для домашнего аквариума - советы начинающим аквариумистам. Фильтр грунт


Что нужно для домашнего аквариума

Что нужно для домашнего аквариума - советы начинающим аквариумистам

Для разведения рыб важно создать правильные условия их содержания, поэтому информация о том, что нужно для домашнего аквариума, является полезной и актуальной. Есть ряд важных моментов, на которые стоит обратить внимание, чтобы вода в сосуде долго оставалась свежей, и рыбы не болели.

Воздушный компрессор для аквариума

Рыб разводят в замкнутом пространстве, что приводит к недостатку кислорода, а это уже негативно влияет на состояние рыб и растений. В результате через время вода может превратиться в болото и все жители погибнут. Если интересует, для чего нужен компрессор в аквариуме, то этот прибор как раз обеспечивает естественное насыщение воды кислородом. В зоомагазинах представлен широкий выбор таких устройств, которые отличаются разными параметрами. Выясняя, что нужно для домашнего аквариума, стоит разобрать перечень важных характеристик компрессора:

  1. Производительность. По этому параметру можно понять, какое количество воздуха компрессор сможет прогнать за определенный промежуток времени. Он зависит от вида рыб и их количества. Минимальной производительностью считается 0,5-0,8 л/ч на каждый литр объема домашнего аквариума.
  2. Уровень шума. Есть внешние и внутренние компрессоры, так вот второй вариант считается более тихим. Отметим, что указание «полностью бесшумный компрессор» может быть рекламным ходом, поэтому нужно все проверять самостоятельно.
  3. Мощность. Этот параметр не только влияет на энергопотребление, но и на производительность. В большинстве случаев представленные компрессоры имеют значение в 2-11 Вт. Учтите, что чем глубже будет погружаться устройство, тем больше должна быть его мощность.

Поршневой компрессор для аквариума

Согласно способу подачи воздуха выделяют два варианта устройств, и поршневой является самым популярным. Он качает воздух за счет движения поршня. Выясняя, какой фильтр для аквариума лучше, стоит рассмотреть основные преимущества поршневого варианта: длительный срок службы, практически бесшумность работы, высокая производительность и возможность использовать его для больших аквариумов. Что касается недостатков, то они также имеются, так поршневые устройства потребляют много электрической энергии и стоят дороже других видов.

поршневой компрессор для аквариума

Мембранный компрессор для аквариума

Второй тип устройства отличается способом работы, так он имеет мембранную камеру и в ней отмечаются перепады давления. Его преимущества противопоставлены недостаткам поршневого компрессора, так он выделяется низким потреблением электрической энергии и является более доступным по цене. Чтобы понять, как выбрать компрессор для аквариума, нужно учесть и недостатки мембранного варианта, так он обладает малой мощностью и у него более высокий уровень шума.

мембранный компрессор для аквариума

Фильтр для воды в аквариум

Устройство, предназначенное для фильтрации воды в домашнем аквариуме, удаляет слизь, химические элементы, остатки кормов и другие ненужные частицы. Есть разные типы, например, популярностью пользуются помпы-фильтры для аквариума, а состоят они из насоса, нужного для покачивания воды, и непосредственно емкости для фильтрации. Представленные устройства проводят биохимическую и механическую чистку воды.

Разбираясь в том, что нужно для домашнего аквариума, стоит сказать о необходимости уделить внимание наполнителю фильтра. Популярный материал для водоочистителя – губка, которая задерживает механический мусор. Через время на ней селятся полезные бактерии, что помогает очищать воду от нитратов и метана. Более качественную очистку обеспечивает активированный уголь, но после перенасыщения вредными веществами он начинает отравлять воду и может привести к гибели всех рыб. Вместе с механической очисткой рекомендуется использовать бионаполнители из многопористой керамики.

Наружный фильтр для аквариума

Этот вид выглядит как коробка, в котором находятся отсеки, отвечающие за разные типы фильтрации. К преимуществам подобных устройств можно отнести хороший уровень очистки, которая является комбинированной, высокий срок службы и отсутствие необходимости частой промывки элементов конструкции. Что касается минусов, то они тоже имеются: высокая цена, большие размеры и риск протечки, что приведет к затоплению помещения. Навесной фильтр для аквариума может быть:

  1. Подвесным (водопад). У этого типа есть два способа подачи воды, так она может поступать в емкость, очищаться и сразу выходить обратно, а другой вариант – жидкость качается насосом, а затем, выходит через слив, расположенный выше уровня воды, что внешне напоминает водопад.
  2. Канистровые. Такие устройства для домашнего аквариума внешне похожи на бочки со шлангами. Они являются более вместительными для фильтрующих веществ. Канистровые устройства могут осуществлять все варианты очистки.
наружный фильтр для аквариума

Донный фильтр для аквариума

Устройство этого типа включает систему трубок, которые располагаются на дне и закрываются специальной решеткой, а они присоединяются к помпе, качающей воздух, и фильтру. Чтобы определиться с тем, какой фильтр выбрать для аквариума, следует рассмотреть основные преимущества этого варианта: непрерывная циркуляция, внешняя привлекательность, создание оптимального микроклимата, снижение риска появления инфекции и задержка процессов загрязнения воды. Можно сделать донный фильтр своими руками. Есть у этой техники недостатки:

  • невозможность провести чистку от грязи и большого мусора в грунте;
  • устройство быстро забивается и для чистки нужно полностью разбирать конструкцию;
  • невозможность использовать в домашних аквариумах с большим количеством водорослей.
донный фильтр для аквариума

Аэрлифтный фильтр для аквариума

Этот вариант считается самым маломощным устройством для фильтрации. При этом стоит заметить, что у компрессора аэратора для аквариума есть значимые преимущества: доступная цена, практичность и надежность конструкции. Аэрлифтный очиститель работает за счет движения воздушного компрессора. Он выполняет сразу несколько функций, так происходит обогащение воды кислородом, обеспечивается циркуляция жидкости внутри сосуда и удаляются механические примеси. Заметим, что аэрлифтный фильтр также можно изготовить своими руками.

аэрлифтный фильтр для аквариума

Сифон для чистки грунта аквариума

Конструкция прибора для очистки почвы представляет собой длинный шланг с трубкой на конце. Сифон действует, как пылесос, то есть он втягивает воду, грунт и грязь. На конце прибора находится сетка, поэтому частицы почвы не затягиваются внутрь. Еще один пункт, касающийся того, что нужно купить для домашнего аквариума, подразумевает выбор правильного сифона:

  1. Механический. Большинство моделей имеет грушу, с помощью которой качается вода. На конце прибора находится воронка или прозрачный цилиндр. При использовании механического сифона нужен слив воды.
  2. сифон для чистки грунта аквариума
  3. Электрический. Очиститель грунта для аквариума работает на батарейках и слив жидкости в этом варианте не требуется. Нет у такого сифона и шланга, что облегчает использование. К недостаткам этого варианта относят невозможность чистить аквариум глубже, чем на 0,5 м.
  4. сифон для чистки грунта аквариума

Грунт для посадки растений в аквариуме

При оформлении домашних аквариумов многие используют разные растения, для которых нужно подобрать хорошую почву.

  1. В выбранной смеси не должно быть компонентов, которые подвержены процессу гниения, например, гумуса, молодого торфа, суглинки и песка мельче 2 мм.
  2. Питательный грунт для аквариума должен иметь способность накапливать и передавать ползеные вещества корням.
  3. Структура аквариумного грунта непременно должна быть пористой, чтобы вода свободно проникала в почву и корни получали кислород. Оптимальный размер частиц составляет 3-8 мм.
  4. Грунт не должен содержать в большом количестве известковые породы, так идеальной считается слабокислая реакция, то есть значение рН должно быть меньше 7.
  5. В инструкции, касающейся того, что нужно для домашнего аквариума, указано, что питательный грунт не должен повреждать корни, комковаться и слеживаться.

Домашние растения для аквариума

Чтобы в итоге аквариум выглядел привлекательно, без использования растительности не обойтись. На рынке представлен широкий ассортимент, как живых, так и искусственных водорослей, благодаря которым можно создать оригинальные композиции, подходящие для выбранных рыб и других морских жителей. Оригинально смотрятся светящиеся растения для аквариума, которые сделают емкость в темное время суток особенно привлекательной.

Оформление аквариума растениями

Существует широкий ассортимент водорослей, которые подходят для создания красивой и оригинальной композиции. Изучая тему, касающуюся того, что нужно приобрести для домашнего аквариума, следует указать самые популярные виды:

  1. Перистолистник. Водоросли имеют тонкие стебли, покрытие перистыми листьями. Высаживать рекомендуется в мелкий песок.
  2. Анубиасы. Живые растения для аквариума имеют крепкие корни и жесткие листья, поэтому они идеально подходят для емкостей, где живут растительноядные рыбы. Анубиасы являются выносливыми к условиям и доступными по цене. Учитывая наличие мощной корневой системы, прикрепить водоросли можно к камням и корягам.
  3. Кринум таиландский. Выносливая культура для домашнего аквариума, у которой одновременно прочные и нежные листья. Их можно подстригать и даже завязывать в узел. Высаживать кринум нужно в почву.
оформление аквариума растениями

Растения для аквариума без грунта

Некоторые аквариумисты не используют почву, например, чтобы избавить себя от необходимости ее чистить или при наличии рыб, которые любят ее разрывать. В таком случае рекомендуется подобрать лучшие растения для аквариума, которые являются плавающими.

  1. Риччия. Этот вид водорослей имеет плоскую форму и яркий зеленый цвет. Для мелких рыб это будет хорошее укрытие, а для крупных – дополнительный источник питания.
  2. Пистия. В народе эту культуру из-за внешней схожести называется водяной капустой. Пистия хорошо растет, но зимой для нее нужно дополнительное освещение.
  3. Элодея канадская. Культура ядовита, поэтому нужно соблюдать осторожность при пересадке ее в домашнем аквариуме. Для водных обителей оно не опасно.
  4. Эгерия. Отличный вид водорослей, который можно выращивать, как в грунте, так и без него.
растения для аквариума без грунта

Полезные растения в аквариуме

Есть определенные типы растительности, которые будут не только выполнять декоративную функцию, но и окажут пользу.

  1. Роголистник. Посадка растений в аквариум рекомендована, поскольку листья этого вида водорослей интенсивно очищают воздух. При этом на их поверхности образуется муть, которую нужно периодически смывать.
  2. Валлиснерия. Этот тип водорослей способствует насыщению жидкости кислородом, а еще он принимает активное участие в круговороте органических и неорганических веществ, причем как в воде, так и в грунте.

Оформление аквариумов искусственными растениями

Выбор в пользу ненастоящих насаждений делают в большинстве случаев при наличии в домашнем аквариуме крупных и растительноядных рыб, когда нет времени, чтобы оказывать уход за живой растительностью или когда сосуд выполняет только декоративную функцию. К недостаткам можно отнести необходимость использовать дополнительный метод для уничтожения нитратов, с которыми борются живые водоросли. Чтобы решить, какие растения в аквариуме лучше использовать, стоит рассмотреть преимущества искусственных насаждений:

  1. Наличие широкого ассортимента, причем многие растения имеют высокое качество и, внешне они выглядят, как настоящие.
  2. Искусственные изделия доступны по цене, и они прослужат длительное время.
  3. В отличие от живых растительных насаждений искусственные виды не нуждаются в дополнительном уходе, то есть правильном освещении, питании и так далее.
  4. Рыб не интересуют искусственные изделия, и они не будут их уничтожать, поэтому можно создать красивую композицию.
оформление аквариумов искусственными растениями

 

womanadvice.ru

1.6. Фильтрационные свойства грунтов

Характеристикой степени водопроницаемости грунта является коэффициент фильтрации, представляющий собой скорость фильтрации при градиенте напора, равном единице. Скорость фильтрации воды в грунтах v характеризуется законом Дарси:

v = kΔH/l = kI

(1.7)

где k — коэффициент фильтрации; I — градиент напора при разности напоров ΔН и длине пути фильтрации l.

За скорость фильтрации принимается расход воды в единицу времени, отнесенный к площади поперечного сечения образца грунта.

Коэффициент фильтрации определяется в лабораторных условиях в фильтрационных приборах и в полевых условиях с помощью опытных откачек, нагнетаний и наливов (табл. 1.20).

ТАБЛИЦА 1.20. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ГРУНТОВ

Грунт k, м/сут
Галечниковый (чистый) > 200
Гравийный (чистый) 100—200
Крупнообломочный с песчаным заполнителем 100—150
Песок:   гравелистый   крупный   средней крупности   мелкий   пылеватый 50—10025—7510—252—100,1—2
Супесь 0,1—0,7
Суглинок 0,005—0,4
Глина  < 0,005
Торф:   слаборазложившийся   среднеразложившийся   сильноразложившийся 1—40,15—10,01—0,15

Следует иметь в виду, что в некоторых грунтах, например в плотных глинах, фильтрация возникает лишь тогда, когда градиент напора превысит некоторое критическое значение, называемое начальным градиентом напора. При значительных величинах начального градиента напора следует учитывать его влияние при решении задач уплотнения грунта. Для слабых глинистых грунтов в процессе их консолидации под нагрузкой коэффициент фильтрации значительно уменьшается при увеличении их плотности.

xn--h1aleim.xn--p1ai

Чем лучше грунтовые фильтры для аквариума

Чтобы рыба была здорова, вода в аквариуме должна быть кристально чистой. Именно нижний гравийный фильтр отвечает за очищение воды.

В целом, данные фильтры никогда не изнашиваются. Если в одной его части происходит поломка, вы можете просто заклеить его или купить запасную часть. За последние несколько лет на рынке фильтров наблюдается рост ассортимента новых торговых марок и разновидностей фильтров. Все они отлично работают! И работают в несколько раз лучше, чем те, которые использовались до 2000 года. Таким образом, мы можем пользоваться сотней модификаций фильтров более 20 лет. 

Регулировка температуры. Так как фильтр проводит воду снизу вверх, он осуществляет ее циркуляцию в аквариуме. Круговорот осуществляется за 24 часа и проводится ежедневно. В каждой части аквариума сохраняется одинаковый уровень температуры. Чем ближе вы разместите нагреватель к одной из подъемных трубок, тем лучше он будет работать. 

Грунтовый фильтр для аквариума 

Аэрация воды. Когда подъемные трубки проводят воду к верху аквариума, новая вода контактирует с кислородом атмосферы. Данный круговорот (но не пузырьки в трубке) обогащает аквариумную воду кислородом. Таким образом, нижний фильтр является отличным аэратором воды. 

Очистка воды. Мы всегда подчеркиваем биологические преимущества грунтового фильтра, однако он также осуществляет механическую и химическую фильтрацию. Пропуская воду через гравий и дно аквариума, он переносит дебрис (осадок), где он подвергается множеству преобразований. 

Уборка отходов. Другие полезные бактерии в то же время растут на гравии. Они "поедают" большинство вредных отходов рыб - мочу - и преобразуют их в относительно безопасные вещества. Основной побочный продукт - вещества под названием "нитраты". Даже в больших концентрациях они редко наносят ущерб рыбе. В форме нитратов, растения - включая водоросли, которые любит рыба - потребляют отходы рыбы. 

Химическая фильтрация. Большинство людей не обращает внимания на данный фактор, однако грунтовые фильтры также можно использовать для изменения химического состава вашей воды. Данный процесс проходит в картриджах на концах подъемных трубок. Если вы пользуетесь пополняемыми картриджами, вы можете по своему желанию менять химический состав воды в вашем аквариуме. 

Углерод убирает тяжелые металлы, комплексные органические белки, цвет, запахи и лекарственные вещества. Другими словами, уничтожает практически все примеси. В соленой воде углерод уничтожает микроэлементы. Любители, у которых морские аквариумы обычно не обращают внимания на данный факт. 

В качестве вещества, смягчающего воду, известен цеолит, получаемый из карбонатов (обычно из извести) и заменяющийся содой, но эти смягчители бесполезны в морской воде. Вещества типа цеолита, убирающие аммиак, также бесполезны в морской воде. 

 

Используйте препарат "AmQuel" для удаления аммиака - наиболее вредного вещества в отходах рыб. Особенно данное средство полезно в новых аквариумах. "AmQuel" также снижает вред аммиака для рыбы, однако дает возможность полезным бактериям поглощать его. Установленный грунтовый фильтр не нуждается в средствах, убирающих аммиак, потому что бактерии занимаются тем же. 

Обеспечение высокой мощности фильтра. Совместимый с любым другим фильтром, грунтовый фильтр собирает большую часть отходов перед очисткой аквариума. Поддон вашего аквариума фильтрует воду, а не какое-то стороннее устройство. Фильтр собирает весь мусор в системе до тех пор, пока вам не понадобится вымыть аквариум. 

Легкость в установке. Грунтовый фильтр впитывает жидкие отходы рыб, которые наиболее вредны. Однако, экскременты рыб - твердые отходы - остаются на поверхности гравия. Данные фрагменты осложняют и замедляют процесс фильтрации. В итоге вода с трудом проходит через гравий. Решение проблемы? Вымойте гравий. 

Очистка гравия. Сейчас можно купить специальное устройство вакуумной очистки грунта. Оно чистит гравий, не вредит растениям, не пугает рыбу и не баламутит воду. Этот замечательный сифон собирает гравий, прокручивает его, промывая со всех сторон, устраняет отходы рыб и полностью очищает ваш фильтр. За час можно очистить аквариум объемом 80 л и более. С помощью этого устройства очистить аквариум - проще простого. 

loveanimal.ru

Коэффициент фильтрации грунтов (таблица)

Коэффициентом фильтрации грунтов является скорость просачивания жидкости при гидравлическом градиенте, равняющемся единице.

Особенности водопроницаемости

Особенности водопроницаемости

Данные расчеты используются в гидрогеологическом анализе, характеризуют водопроницаемость пород, имеет непосредственную зависимость от гранулометрического состава, однородности, пористости и плотности грунта.

При проведении испытаний, огромное значение имеет особенность фильтрующей жидкости, а также внешние факторы, в частности температура, при ее повышении, происходит увеличение (Кƒ).

Средние показатели коэффициента фильтрации грунтов, таблица:

фильтрации грунтов

Коэффициент фильтрации грунта определяют следующими методами: • полевым, при помощи откачки и подачи воды в скважины и шурфы естественных массивов; • лабораторным, при помощи специальных приборов; • аналитическим, вычисления производят по формулам, используя данные механического анализа образцов.

Для получения наиболее достоверных фактов используют полевой метод. Лабораторные исследования характеризуют свойства фильтрации породы лишь той области, где был отобран образец для испытания. При аналитическом способе, используют преимущественно образцы нарушенной структуры, поэтому его часто применяют для песчаных составов.

Песчаные составы

Коэффициент

Коэффициент фильтрации песчаного грунта определяют при помощи прибора, который состоит из основной трубы, заполненной породой образца, и двух других трубок, по одной из них вода подводится, по другой – отводится.

Создавая напор Н1-Н2, вода просачивается под действием градиента (J).Определить объем воды V, профильтрованной за определенное время (t).

Глинистые составы

Глинистые составы

Определение коэффициента фильтрации глинистых грунтов, имеет некоторые особенности: в плотном составе глины, данный процесс возникает лишь в том случае, при котором градиент напора превышает определенное критическое значение (внутреннее сопротивление движения жидкости), именуемое начальным градиентом напора.

При этом происходит постепенный, медленный процесс фильтрования. Значительную величину начального градиента напора нужно учитывать при решении задач уплотнения породы.

Посмотрите видео: Секреты идеального грунта

ecology-of.ru

Фильтр для колодца своими руками: способы очистки грунтовой воды

К сожалению, сегодня на нашей планете практически не осталось мест, где можно насладиться абсолютно чистой и безопасной для здоровья водой. Даже выкопанный на участке колодец, который издавна считался источником жизни, нельзя эксплуатировать без дополнительной фильтрации, особенно если он расположен недалеко от промышленной зоны. Существует несколько видов очистных систем, которые применяются в зависимости от характера загрязнений. Помимо этого, можно обустроить донный фильтр для колодца своими руками и тем самым защитить себя и своих близких от опасных примесей, находящихся в грунтовой воде.

Если вода добывается из недр земли, это еще не гарантирует ее пригодность для употребления. Хоть грунт и является естественным фильтром, как правило, он не может осуществить полную очистку воды, что особенно характерно для неглубоких колодцев. В результате грунтовая вода насыщается различными загрязнителями, попадающими с поверхности.

Важно. В колодезной воде могут встречаться следующие вредоносные примеси: соли металлов, бактерии, фекалии, ядохимикаты, удобрения и т.д.

Чтобы избежать поверхностных загрязнителей, нужно ориентироваться на водоносные горизонты, расположенные на глубине более 100 м. Однако глубина колодезной шахты очень редко превышает 20 м. Поэтому без качественного фильтра для очистки воды из колодца в данной ситуации не обойтись.

вода в колодце

Вода в колодце часто насыщается опасными для здоровья примесями

Существует несколько внешних признаков, которые позволяют судить об изменении состава жидкости и необходимости применения более строгой очистки:

  • Мутность. Такая проблема зачастую вызывается разгерметизацией шахты или большим количеством ила на дне. В этом случае стандартные фильтры будут малоэффективны. Единственно правильным выходом является капитальный ремонт и полная очистка колодца.
  • Изменение цвета. Цветность воды может меняться в зависимости от состава и концентрации примесей. Большое содержание железа вызывает желтизну, темный окрас свидетельствует о загрязнении органикой, а зеленый – о размножении бактерий.
  • Запах и вкус. Абсолютно чистая вода является безвкусной и не имеет запаха. Появление вкуса не обязательно свидетельствует о вредных веществах в составе, поскольку некоторые примеси в допустимой концентрации оказывают благотворное воздействие на организм. Вместе с тем, неприятный вкус и резкий запах, например сероводорода, говорят о том, что фильтр для воды из колодца просто необходим.

К сведению. Чтобы выбрать оптимальный метод фильтрации, необходимо иметь точное представление о составе воды. Для этого жидкость подвергается биохимическому анализу, который осуществляется в лабораторных условиях.

Бытовые фильтры по способу очистки можно разделить на несколько типов, наиболее распространенными из которых являются: сорбционные, механические, ионообменные и обратноосмотические.

Сорбционный метод ↑

Такие фильтры призваны защищать организм человека от различных микроорганизмов, хлора и тяжелых металлов. Они состоят из емкости и картриджа с сорбентом, в качестве которого обычно выступает активированный уголь.

Пожалуй, это наиболее доступный фильтр для колодца на даче, который пользуется популярностью у многих дачников благодаря невысокой цене и простоте эксплуатации. Емкость достаточно наполнить водой и уже через несколько минут можно спокойно утолять жажду без страха заразиться опасными веществами.

фильтр-кувшин

Фильтр-кувшин – самый распространенный метод очистки воды среди дачников

Механическая очистка

Подобная фильтрация предназначена для удаления взвешенных частиц, которые не растворяются в воде. Фильтры для механической очистки воды из колодца делятся на два подвида – с грубой и тонкой очисткой. Первые выполняются в виде сетки, которая способна задерживать взвешенные вещества размером 5-50 микрон, а вторые представляют собой намоточные картриджи из полимерного материала с пропускной способностью менее 5 микрон. Как правило, подобные фильтрационные приспособления предназначаются для защиты санитарной и бытовой техники.

фильтры

Фильтры механической очистки

Ионный обмен ↑

Ионообменные фильтры для умягчения воды из колодца представляют собой капсулу со специальными синтетическими смолами, которая помещается в стальной или пластиковый корпус. Такое устройство способно удалять ионы кальция, магния и двухвалентного железа. При этом концентрация примесей, которые нейтрализуются фильтром, может быть значительной. Главным преимуществом ионного обмена является удаление металлов, находящихся в растворенном состоянии.

ионообменный фильтр

Эффективность ионообменного фильтра зависит от интенсивности потока и своевременной замены капсулы со смолой

Обратный осмос ↑

Обратноосмотический метод практически не имеет аналогов, поскольку обеспечивает наиболее эффективную фильтрацию, удаляя бактерии, вирусы, нитраты, цианиды, сульфаты, свинец, хлор, железо и другие вещества, которые встречаются в колодезной воде. Благодаря тому, что водяной поток продавливается через специальную сверхплотную мембрану, осуществляется практически полное удаление солей. Поэтому для насыщения воды полезными минералами после обратного осмоса она обычно подвергается процессу минерализации.

осмос

Принцип работы обратного осмоса

Если источник водоснабжения выкопан в песчаном грунте или его дно состоит из рыхлой глины, тогда велика вероятность очень быстрого помутнения воды, которая в итоге станет непригодной для питья. Чтобы этого не допустить, на дне укладывают донный фильтр, который призван защитить колодец от мутной и грязной воды.

Важно. Донные фильтры укладываются не во всех случаях. Если колодец выкопан в плотном глинистом грунте, из которого бьют родники, тогда фильтрацию дна производить не нужно, поскольку можно закрыть водоносную жилу.

Фильтрационные материалы ↑

Для укладки дна колодца используются антитоксичные материалы, которые являются нерастворимыми в воде. К ним относятся:

  • Крупнозернистый кварцевый песок. Используется для задержки крупных взвешенных частиц.
  • Шунгит. Производит очистку воды от металлов, органических соединений и нефтепродуктов, одновременно осуществляя минерализацию.
  • Речная галька. Наиболее доступный, но от этого не менее эффективный, фильтрационный материал.
  • Жадеит. Способствует очищению воды от вредных микроорганизмов, делая ее полезной не только для человека, но и для растительности.

Перед укладкой донный фильтр для колодца тщательно промывается с целью удаления различных примесей и отложений. Для этого материал засыпается в герметичную емкость, заливается водой и перемешивается, после чего вода сливается. Процесс следует повторять до тех пор, пока жидкость после промывки не останется чистой.

жадеит

Жадеит, помимо колодца, часто используется для бань и саун

Способы укладки донного фильтра ↑

Чтобы правильно сделать донный фильтр для колодца, необходимо ознакомиться со способами укладки фильтрационного материала, которая может быть прямой и обратной. Прямая укладка подразумевает расположение на дне крупных камней, далее идут средние фракции, и завершают «пирог» мелкие камни. Соответственно, обратная укладка начинается мелкой фракцией и заканчивается самой крупной.

Прямой способ обычно применяется при небольшой интенсивности притока воды. Во всех остальных ситуациях рекомендуется использовать более эффективную, по мнению специалистов, обратную укладку. В обоих случаях толщина одного слоя равняется приблизительно 15 см, а размер фракций соседних уровней должен отличаться в 5 раз.

Нужен ли щит ↑

Щит перед донным фильтром для колодца устанавливается при слишком большом притоке или при наличии плывуна. Изготавливают данный элемент из долговечной древесины (дуб, осина, лиственница, можжевельник) или металлической сетки.

Деревянный щит не сложно изготовить самостоятельно. Для этого несколько одинаковых досок плотно скрепляются между собой нержавеющими гвоздями или шурупами. Далее в соответствии с диаметром колодца чертится круг, и лишняя часть удаляется ножовкой или лобзиком. По всей плоскости делаются отверстия диаметром около 5 мм, через которые будет поступать вода.

щит

Щит для колодца из дерева

Обратите внимание. Какой бы прочной не была древесина, со временем она начинает разлагаться, придавая воде гнилостный вкус и неприятный запах. Поэтому деревянный щит желательно менять каждые 5 лет.

Для изготовления конструкции из металла используется мелкоячеистая (не более 2х2 мм) нержавеющая сетка, которая располагается между двумя металлическими кругами, вырезанными из листового железа. Устанавливается такой щит на 10-сантиметровую посыпку из камней, а закрепляется с помощью стопорных штырей, которые монтируются в стенки колодца.

металлический щит

Конструкция металлического щита

Если донный фильтр для колодца можно сделать своими руками, то фильтр для воды лучше приобрести у надежного производителя после проведения биохимического анализа. При этом все вопросы, касающиеся фильтрации, желательно поручить специалистам. Это позволит насладиться чистой и полезной водой из собственного колодца, не особо вникая во все тонкости процесса.

strmnt.com

Грунт (субстрат) для аквариума - как выбрать, на что обращать внимание

Грунт или субстрат служит не только декоративным элементом аквариума, но и важной частью внутренней экосистемы. Он является местом для укоренения водных растений и средой обитания полезных нитрифицирующих бактерий, участвующих в азотном цикле, что особенно актуально в случае использования донного фильтра. Кроме того, некоторые виды рыб инстинктивно закапываться в грунт в случае опасности или под влиянием сезонных факторов, другие кормятся исключительно у дна, просеивая частички грунта ртом в поисках пищи, а третьи откладывают икру непосредственно на субстрат, делая в нём небольшие ямки.

Вариантов грунта существует огромное количество, условно его можно подразделить на три основные группы: натуральный, искусственный и почва.

Натуральный — песок, гравий, дроблённые и шлифованные горные породы. Всё то, что обычно является природным субстратом в реках и озёрах. Чтобы повысить привлекательность для покупателей натуральный грунт могут покрывают безопасной цветной эмалью, синтетическими смолами и т. п.

Аквариумный грунт из натурального гравия

Искусственный — изготавливается из нескольких типов пластика или спечённого стекла, а также из различных полимерных материалов. Могут обладать такими свойствами, как изменение цвета со временем, эффект «хамелеона», пластичность, свечение и т. д. Преимущественно используется как украшение.

Аквариумный грунт из искусственных материалов Почва для аквариума

Важно Тип грунта в первую очередь подбирается исходя из потребностей рыбок и растений, а ваше желание как можно ярче или оригинально украсить аквариум должно отойти на второй план.

При выборе грунта следует уделить внимание на следующие параметры: воздействие на гидрохимический состав воды, размер зёрен (частиц грунта) и цвет.

Воздействие на гидрохимический состав воды

Так же, как и натуральные элементы оформления, некоторые виды природного грунта могут оказывать влияние на гидрохимический состав воды. Например, доломитовая или мраморная крошка повышает показатель dGH, а субстрат на основе антрацита подкисляет воду. Нейтральными свойствами обладают искусственные грунты, а также песок, дроблённый и шлифованный гранит, базальт, кварц и другие. Почва для аквариума, как правило, подкисляет и смягчает воду, что является идеальной средой для роста большинства растений. Например, не стоит использовать субстрат из мраморной крошки (увеличивает dGH) при содержании рыбок Бетта, гурами, большинства тетр, данио и других. Зато он подойдёт для цихлид из озёр Малави и Танганьика.

Размер зёрен (частиц грунта)

Увеличенное изображение двух видов грунта с разными размерами частиц (зёрен)

Размер частиц грунта должен определяться теми видами рыб и растений, которые планируются содержать в аквариуме. Главное условие грунта — он должен быть пористым, чтобы обеспечивать обменные процессы. Например, мелкий песок быстро слёживается и корни растений в нём будут загнивать, кроме того в таком субстрате затруднена циркуляция воды из-за чего он «скиснет», начнут образовываться пузырьки болотных газов (метан, сероводород). При использовании донного фильтра грунт подбирается таким образом, чтобы его частицы не забивали фильтр и обеспечивали свободный ток воды сквозь него.

Типы грунта по размеру частиц и область применения

До 0.5 мм — мелкий песок такой фракции используется главным образом для декорирования. Толстый слой быстро слёживается и непригоден для укоренения растений. Гранулированная структура аквариумной почвы напротив, противостоит слёживанию и заиливанию, применима для растений. Обычно, мелкозерновую почву используют совместно с крупнозерновой. Мелкая фракция безопасна для донных рыбок. Не подходит при содержании крупных рыб. Во время движения они могут поднимать взвесь из частиц, которые скорее всего попадут в систему фильтрации.

1–2 мм — независимо от того, обычный это грунт или почва, субстрат с подобным размером частиц подойдёт при содержании практически для всех видов рыб среднего и малого размеров, особенно для тех, кто живёт возле дна и просеивает его через жабры, а также для большинства растений. Ввиду малого размера частиц насыпать толстый слой грунта не рекомендуется. В больших аквариумах желательно смешивать с крупным, для формирования нужной высоты субстрата, либо насыпать тонкий слой возле передней стенки. Аналогично с мелкозерновым грунтом не подходит при содержании крупных рыб.

3–5 мм — «золотая середина», подходит для всех рыб и аквариумов любого размера, а также для большинства крупных укореняющихся растений. В таком грунте медленнее происходит заиливание, а также возможна организация донного фильтра. Исключением являются рыбы, которым нужен мелкий субстрат.

Более 5 мм — слой субстрата из столь крупных частиц, как правило, не подходит для растений при использовании в чистом виде. Если смешать с мелким грунтом, то укоренение станет возможным. Будет уместен в аквариумах с рыбами, которым не важно наличие грунта как такового, например, для тех кто обитает в толще воды и у поверхности. Подобный грунт из гравия незаменим в аквариумах, имитирующих дно реки с бурным течением, к примеру при содержании гольцов.

Цвет грунта

Наверное, самый спорный аспект при выборе грунта. Редакция нашего сайта уверена, что для пресноводного аквариума с тропическими рыбами стоит использовать субстраты естественных цветов и оттенков, встречающихся в природе. Применение исключительно светлого или яркого цветного грунта может сказаться на окраске рыбок, она станет тусклой, блеклой — это процесс приспособления к окружающей среде. Цветной грунт желательно использовать в ограниченных количествах при оформлении.

В продаже не редко можно встретить грунт, опасный для обитателей аквариума — зачастую он представляет собой ярко окрашенный гравий кустарного производства, который покрывается обычной водостойкой краской или эмалью, используемые в строительстве при покраске стен. В воде такой грунт будет выделять ядовитые для рыб и растений вещества. Явными признаками подделки являются сколотая осыпающаяся краска, резкий запах, который можно ощутить даже сквозь пакет, отсутствие какой-либо маркировки о производителе.

Приобретение и подготовка грунта

Грунт можно приобрести в зоомагазинах, через Интернет, либо собрать его самостоятельно, однако последнее менее предпочтительно, поскольку велика вероятность занести в аквариум патогенные микроорганизмы и/или опасные вещества, соединения. Риски особенно велики, если сбор происходит вблизи крупных населённых пунктов.

Покупной грунт, за исключением почвы для аквариума, обычно промывают в проточной воде для удаления пыли, мелких сколотых частичек, возникающих при транспортировке. Некоторые производители поставляют уже обработанные, практически стерильные грунты, не требующие промывки. Аквариумная почва подготавливается согласно инструкции производителя на упаковке.

В случае, когда материал для грунта был собран в природных водоёмах или других местах, потребуется тщательная обработка, чтобы удалить мусор и различные загрязнения, а также уничтожить патогенные микроорганизмы. Для этого грунт необходимо промыть, постоянно встряхивая и перемешивая, до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Затем грунт подвергают термической обработке — кипятят в воде и прокаливают, например, в духовом шкафу. Но и это не даёт никакой гарантии, что какие-либо вещества не остались на поверхности грунта или не превратились в другие соединения, поэтому сбор субстрата для аквариум в природе всегда сопряжён с риском.

www.aqvium.ru

Фильтрационные свойства грунтов | Грунты и основания гидротехнических сооружений

Зависимость Дарси, коэффициент фильтрации. Фильтрацией называют движение свободной воды в порах грунта в условиях, когда поток воды почти полностью заполняет поры грунта, т. е.

содержится относительно небольшое количество газа, защемленного в скелете грунта.[image]

Для оценки процесса фильтрации вводится понятие скорости фильтрации (см/с или м/сут)—расход воды через единицу площади геометрического сечения всего грунта:

и = СЦР (1.39)

где Р — вся геометрическая площадь сечения (включая и часть сечения, проходящего по твердым частицам), через которую предположительно проходит расход С}.

[image]

В действительности вода движется по извилисты^! сложным поровым каналам. Введение же фиктивной условной величины и удобно для проведения фильтрационных расчетов.

Первые эксперименты по фильтрации воды были поставлены Дарси в 1854 г. Он исследовал фильтрацию воды в вертикальной трубе, заполненной песком. В результате им было установлено, что 0 количество фильтрующейся вода, про-

Рис. 1.49. схема фильтрации ходящей через единицу площади поверх-

воды в элементе грунта ности, пропорционально потере напора.

Эта экспериментальная зависимость была названа законом Царей и в дальнейшем распространена на глинистые грунты.

Полагая, что движение воды направлено по оси з (рис. 1.49), и рассматривая элементарный участок пути фильтрации Аз, зависимость Дарси можно записать как

4Я ,Я, — Я,

и = к — = к — = й/,

Д« Аз

т. е. скорость фильтрации пропорциональна разности напоров АН и обратно пропорциональна длине пути фильтрации Д5 или пропорциональна градиенту напора I.[image]

В дифференциальной форме зависимость Дарси имеет вид

и = —к —, (1.40)

причем знак минус указывает на то, что движение воды направлено в сторону уменьшающихся напоров.[image]

Величина напора в рассматриваемой точке потока, как известно, определяется зависимостью

Я = /?/Т + 2+ й?!([email protected]),

где р — давление в воде; у — удельный вес воды; г — высота рассматриваемой точки над плоскостью сравнения (рис. 1.49): и — скорость движения воды; §— ускорение свободного падения. В грунтах скорость движения воды настолько мала, что скоростной частью напора можно пренебречь. Действительно, если даже принять маловероятную скорость 10 см/с, то и2/(2д) = 0,5 мм. В результате, как обычно в теории фильтрации, принимается

Н = р!~\ + г. (1.41)

Следует еще раз подчеркнуть, что фильтрация воды определяется только разностью напоров. Разница в давлениях р не обязательно является признаком движения воды. Например, в стакане с водой есть разность давлений, но нет движения воды, так как напоры по высоте слоя воды одинаковы.

Коэффициент пропорциональности к называется коэффициентом фильтрации. Полагая / = 1, находим, что и = к, т. е. коэффициент фильтрации (в см/с или м/сут) численно равен величине скорости фильтрации при градиенте напора, равном единице. Коэффициент фильтрации определяют в лабораторных условиях путем замера расхода воды и разности напоров в основном по двум схемам. В первой схеме (прибор Дарси) по торцам вертикального образца с помощью сливов устанавливают постоянную разность напоров АН и у нижнего слива непосредственным отбором профильтровавшей вода определяют расход ф. Тогда, зная площадь поперечного сечения трубки прибора Р и длину образца I и используя зависимости (1.39) и (1.40), получим к = 1СЦ(АНР). Можно также измерять разности напоров АН’ по пьезометрам, установленным на расстоянии Г.

Во второй схеме (рис. 1.50, б, в) о расходе воды можно судить по скорости снижения уровня воды в цилиндре ■— трубке Каменского или в трубке, подсоединенной к фильтру базы компрессионного прибора. Расход воды через образец с поперечный сечением Р будет <7 = РкНН. За период времени 6.1 объем выходящей воды из образца дсИ должен быть равен уменьшению объема воды в трубке Р'дк. По

[image]

Рис. 1.50. Лабораторные методы определения коэффициента фильтрации:

а —прибор Дарси; б —трубка Каменского; в — схема компрессионно-фильтрационного

прибора

 [image]

этому уравнение неразрывности потока воды можно представить в виде

р и.

где Р' — площадь поперечного сечения трубки со снижающимся уровнем воды (рис. 1.50, в), в цилиндре Каменского Р' — Р.[image]

Интегрируя это уравнение в пределах от к г до Н2, получаем к = ~ — 1п-^-,

Р (1 кг

где 1г — время снижения уровня воды в цилиндре или трубке от начального положения Н1 до Н2.

Коэффициент фильтрации различных грунтов меняется в широком диапазоне и определяется в основном гранулометрическим составом грунтов. Если для песков коэффициент фильтрации достигает 10-1... 10~3 см/с, то для глин он снижается до 10~9 см/с. С увеличением плотности сложения данного грунта коэффициент фильтрации уменьшается, причем в глинистых грунтах значительно. Например, при намыве в прудковой зоне в начале формирования осадка суглинистого грунта его коэффициент фильтрации был 1Сг4 см/с, а после возведения всего сооружения и уплотнения грунта под действием намытой вышележащей толщи уменьшился до 10~7 см/с.

Следует отметить, что вследствие больших экспериментальных трудностей, возникающих как в лабораторных, так и в полевых условиях, достоверным, особенно для глинистых грунтов, следует считать не значащие цифры, а порядок самой величины коэффициента фильтрации.

Пределы применимости зависимости Дарси. Начальный градиент напора. Верхний предел применимости зависимости Дарси определяется тем, что при относительно больших скоростях фильтрации нарушается линейная зависимость между потерей напора и расходом. В качестве критерия применимости зависимости Дарси используют условие, что число Рейнольдса должно быть меньше некоторой предельной величины. Число Рейнольдса определяет отношение сил инерции к силам трения в потоке жидкости и для однородных песчаных или гравелистых грунтов может быть принято в виде, предложенном[image]

Н. Н. Павловским (1932):

ре !

0,75ге + 0,23 V ’

где и — скорость фильтрации; й10 — эффективный диаметр частиц; п— пористость; V — кинематический коэффициент вязкости воды.

Предельная (критическая) величина числа Рейнольдса была определена из опытов примерно равной 7...9. Если принять для воды V = = 0,02 см2/с, а п — 0,4, то этот критерий приобретает вид ий10 <

  1. 0,07...0,09 см2/с. По этому критерию для крупного однородного песка, например, при й10 = 0,1 см получаем условие и < 0,7... 0,9 м/с. В большинстве случаев такая скорость не достигается. Вследствие этого можно утверждать, что для песчаных и тем более глинистых грунтов условие применимости зависимости Дарси в отношении верхнего предела обычно бывает выполнено.

 

Как показывают опыты, отклонение от закона Дарси при фильтрации происходит весьма медленно, так что трудно указать точно границу, где закон Дарси становится практически неприемлемым. Но в крупнозернистых материалах, например каменной наброске, закон Дарси может существенно нарушаться. В качестве общей зависимости обычно предлагается уравнение

и = С1т,

где т меняется от 1 (закон Дарси) до 1/2 в крупнозернистых грунтах.

Нижний предел зависимости Дарси определяется тем, что фильтрационные явления в ряде случаев, например в плотных глинах, возникают лишь тогда, когда градиент напора превысит некоторую величину г0, называемую начальным градиентом напора.

В случае применимости закона Дарси график зависимости «(/) имеет вид прямой, проходящей через начало координат (рис. 1.51, прямая 1). Исследования Б. Ф. Рельтова и в особенности опыты С. А. Роза с плотными глинами показали, что прямолинейный участок, обоснованный экспериментальными точками (сплошные линии 2 и 2' на рис. 1.51), при его продолжении (пунктир на рис. 1.51) отсекает на оси абсцисс отрезок, равный величине начального градиента напора 10. В этом случае можно с достаточным приближением полагать, что при дН/дза0и = 0, т. е. фильтрации, движения воды по порам нет. Если дН/дз :> /0, то

и — — кг (дН/дз — 10). (1.42)

[image]

 

 

Начальный градиент напора достигал, по опытам С. А. Роза, иногда очень больших значений, как, например, в кембрийских глинах — порядка 10...20.

Существование начального градиента напора обычно объясняется заполнением узких проходов между частицами глинистого грунта пленочной связанной водой, защемляющей при этом свободную воду в более крупных порах, образующей как бы пробки и препятствующей тем самым возникновению явлений фильтрации. Далее предполагают,

 

Рис. 1.51. Зависимость скорости фильтрации от градиента напора:

что при увеличении градиента напора до г0 воздействие разности напора разрушает эти пробки связанной воды и начинается фильтрация воды. В случае, если градиент напора снижается несколько ниже /0, молекулярные силы восстанавливают пленки-пробки в узких частях поровых каналов и фильтрация прекращается.

  1. по зависимости Дарси;

  2. с учетом начального градиента напора и по опытам Б. Ф. Рельтова, С. А. Роза; 2' — то же, но при большей плотности грунта; 3 — с учетом нелинейности и по опытам С. X. Хансбо

Ряд исследователей высказывают сомнения в существовании начального градиента напора. Предполагается, что на участке экстраполяции (пунктир линии 2) линейность нарушается и зависимость «(/) асимптотически приближается к оси абсцисс но точечной кривой 3 на рис. 1.51, попадая в точку / =0. Делаются предположения, что таким образом проявляется ползучесть слоя связанной воды, особенно в местах пробок. Опыты С. X. Хансбо и ряда других не обнаружили начального градиента и были получены графики, близкие к кривой 3—2 на рис. 1.51. Следует отметить, что эксперименты с маловодопроницаемыми глинами, да еще в области малых градиентов и с задачей измерить скорость фильтрации, близкую к нулю, очень сложны и требуют особой тщательности выполнения и высокой точности измерений.

На первый взгляд, будет ли график </(/) на рис. 1.51 начинаться из точки

О по кривой 3 или из точки г„ по прямой 2, кажется из-за их близости несущественным. Однако, как будет показано в гл. 8, учет /п существенно уменьшает конечные осадки сооружений, а принятие криволинейной зависимости 3 (рис. 1.51) только увеличивает время развития осадок, никак их не уменьшая. Поэтому продолжение исследований отклонения процессов фильтрации от зависимости Дарси сохраняет свою актуальность.

Процессы суффозии и кольматации. Под воздействием фильтрационного потока мелкие частицы грунта могут перемещаться по порам, образованным более крупными частицами. Такой процесс называют суффозией грунта или механической суффозией грунта. Последний термин вводится для того, чтобы отличить этот процесс от химической суффозии, когда фильтрационные воды растворяют химические соединения грунта и тем самым выносят растворимые включения. Кольматация грунта — обратный процесс, когда отдельные более мелкие частицы грунта, движущиеся в порах более крупных частиц, останавливаются и отлагаются в какой-либо области грунтового массива, закупоривая поры. Возможна также химическая кольматация грунта, когда в результате химического взаимодействия воды и грунта соли также закупоривают поры грунта.

Различают (Р. Р. Чугаев, 1936 г.) два вида суффозии—внутреннюю и внешнюю.

При внутренней суффозии более мелкие частицы перемещаются в толще грунтового массива и могут либо выноситься на поверхность, либо останавливаться в какой-либо зоне массива грунта и кольма- тировать ее. В той области, где происходит суффозия, пористость и коэффициент фильтрации увеличиваются, а в зоне кольматажа уменьшаются.

Суффозия — процесс, изменяющийся во времени. В результате выноса частиц градиенты напора фильтрационного потока изменяются местами в сторону увеличения, что усиливает суффозию и приводит к ослаблению структуры грунта вплоть до ее разрушения. В других случаях при кольматации части грунта на пути фильтрационного потока продуктами суффозии она может сама собой постепенно прекратиться. На контакте двух слоев грунтов различной крупности возможна контактная внутренняя суффозия. Причем сами по себе примыкающие слои грунта могут и не обладать суффозионностью, но на контакте возникает существенное перемещение мелких частиц одного слоя в более крупнозернистый грунт другого слоя.

В случае внешней суффозии фильтрационный поток выносит отдельные частицы грунта, лежащие непосредственно на его поверхности. В результате размеры пор поверхностной зоны увеличиваются и суффозия распространяется в глубь массива грунта. В некоторых случаях в результате внешней суффозии на поверхности грунта может образоваться естественный обратный фильтр. При этом ближе к поверхности располагаются отсортированные фильтрационным потоком более крупные частицы, далее в глубь массива все более мелкие. По мере образования естественного обратного фильтра явления суффозии могут постепенно затухать.

Кольматация также может быть внутренняя и внешняя. При внешней, поверхностной кольматации, иногда называемой заилением, мелкие, например, глинистые или пылеватые частицы задерживаются только в самых поверхностных слоях грунта и создают маловодопроницаемую пленку. Это явление используется для уменьшения фильтрации воды из каналов. Кольматация же дренажных устройств постепенно выводит их из строя.

Механическая внутренняя суффозия характерна для песчаных и крупнообломочных грунтов и может наблюдаться только в разнозернистых грунтах. В однородных (однозернистых) грунтах внутренняя суффозия невозможна. По исследованиям В. С. Истоминой, наиболее подвержены суффозии несвязные грунты с коэффициентом неоднородности/Сбо/1 о = ^бо/^ю > Ю 20 (см. § 1.1). Особой опасностью в отношении суффозии обладают грунты, в составе которых отсутствуют промежуточные фракции и поэтому, имеющие на кривой однородности характерную «полку» (см. рис. 1.1, кривая 3).

В случае суффозионного грунта воздействие фильтрационного потока оказывается в состоянии вырвать из скелета грунта слабо защемленную частицу, а характеристики потока и размеры пор таковы, что она перемещается фильтрационным взвесенесущим потоком помассиву грунта. Понятие суффозионного грунта является относительным: при сравнительно больших градиентах напора и малых сжимающих напряжениях в скелете грунт может быть суффозионным, а при больших напряжениях и малых градиентах тот же грунт может оказаться несуффозионным. С увеличением плотности сложения грунта возможность суффозии уменьшается.

Оценка суффозионности грунтов и исследования их кольматации в зависимости от градиентов напора, скоростей фильтрации, напряженного состояния скелета грунта проводятся в основном экспериментальным путем в больших фильтрационных приборах — трубах. При этом фиксируется в фильтрате наличие твердых частиц и изменение их количества во время фильтрации воды или изменения гранулометрического состава по длине образца.

Пути борьбы с взаимосвязанными процессами суффозии и кольматации вытекают из описанной выше физики процесса. Одним из основных является снижение градиентов напора до значений, при которых не происходит перемещение частиц по порам грунта. Другим, особенно эффективным в борьбе с внешней и контактной суффозией, является использование обратных фильтров, состоящих из нескольких слоев дренирующих материалов, подобранных по крупности так, чтобы мелкие частицы основного материала и слоев не могли проходить в поры соседнего слоя (принцип «непросыпаемости»). Определенный эффект дает уплотнение грунта и увеличение в нем сжимающих напряжений.

Электроосмотическая фильтрация. При пропускании через водо- насыщенный глинистый грунт постоянного электрического тока сразу же возникает движение воды в порах грунта в сторону отрицательного электрода, называемое электроосмотической фильтрацией или электрофильтрацией. Впервые это явление было открыто в 1908 г. в Московском университете Ф. Рейсом. В дальнейшем развитие исследований в этой области определилось работами Л. Казагранде, Г. М. Ломизе, Г. Н. Жинкина, Б. Ф. Рельтова и др.

Скоростью электроосмотической фильтрации иэ, по аналогии со скоростью фильтрации, называется расход воды, перемещаемый под воздействием постоянного тока через единицу площади геометрического сечения грунта. Экспериментально было установлено, что скорость электроосмотической фильтрации иэ может быть определена по зависимости

иэ = — кэ (йЕЦз),

где (1Е1йз — градиент напряжения постоянного тока в направлении электрофнльтрацин з; къ — коэффициент электрофильтрации, который представляет собой скорость электрофильтрации при градиенте напряжения йЕ/й5, равном единице, см2/(В-с).

Электрофильтрация объясняется тем, что, попав в поле постоянного тока, входящие в состав диффузионного слоя воды катионы, окруженные собственными гидратными оболочками, перемещаются в сторону отрицательного электрода, перенося и увлекая за собой воду. Поэтому эффект электрофнльтрацин наибольший в глинистыхгрунтах, а в песках, имеющих пренебрежимо малый объем диффузных слоев, он ничтожен. По сравнению с обычной напорной фильтрацией в узких поровых каналах между пленками связанной воды при действии постоянного тока приходит в движение вода диффузных слоев и поры глинистого грунта как бы раскрываются, идет интенсивный поток воды практически по всему сечению поровых каналов.

Явления электроосмоса применяются для уменьшения влажности глинистых грунтов. С этой целью в грунт забивают металлические стержни — положительные электроды, а расположенные на некотором расстоянии отрицательные электроды делают из металлических дырчатых труб, из которых откачивают интенсивно фильтрующуюся воду. В результате перехода в грунт ионов, входящих в состав положительного электрода (например, ионов железа и др.), может происходить образование нерастворимых солей, которые закрепляют структуру грунта (электрохимическое закрепление грунта). Кроме того, есть предложения использовать электроосмос для облегчения погружения в грунт металлических шпунтов и свай (В. А. Флорин, 1953 г.) путем подключения их к отрицательному полюсу и в результате этого образования слоя воды — «смазки» на контакте металла с грунтом.

injzashita.com