Меню

Типы водозабора для рек

Водозаборные сооружения на реках

Наибольшее распространение получили две схемы водозабора, которые отличаются между собой расположением водоприемника относительно берега: берегового типа, у которых водоприемник располагается на берегу, а его водоприемные отверстия всегда доступны для осмотра, очистки и ремонта (рис. 1); руслового типа, водоприемники которых затоплены и удалены от берега, а их водоприемные отверстия в отдельные периоды года (например, шугоход, ледоход) оказываются практически недоступными для обслуживания (рис.2).

Рис. 1. Водозабор берегового типа:

1-водоочистная вращающаяся сетка; 2 — плоская рыбозаградительная сетка; 3 — каменная наброска; 4, 5 — минимальные уровни летний и зимний; 6 -максимальный уровень; 7— промывное устройство сетки; 8 –привод вращающейся сетки; 9 — подвесная кран-балка; 10 — радиальная кран-балка; 11 – лестница

Водозабор берегового типа устраивают на реках, берега которых имеют крутизну не менее 1:3 и глубину у берега, достаточную Для расположения водоприемных окон.

В зависимости от величины колебания уровня воды в источнике и производительности береговой водозабор принимают:

раздельного типа — колебание уровня воды в источнике менее 5 . 6 м и производительность менee 1,0 м 3 /с;

совмещенного типа — колебания уровня >6 м, производительность > 1,0 м 3 /с

Береговой водозабор с раздельной компоновкой сооружений (рис.3) состоит из незатопляемого двухсекционного водоприемника.

Водоприемные отверстия располагаются на вертикальной внешней грани, благодаря чему они всегда доступны для обслуживания с рабочего балкона. Водоприемные отверстия должны быть оборудованы съемными сороудерживающими решетками, установленными в пазах с наружной стороны водоприемника и затворами с внутренней стороны.

Для предварительной механической очистки воды от содержащихся в ней взвесей устанавливают сетки: плоские при производительности 1 м 3 /с; вращающиеся- при производительности >1 м 3 /с.

Вода, процеженная через сетки, поступает к входным воронкам всасывающих труб, которые должны располагаться на глубине не менее 0,5 . 1 м ниже минимального уровня воды; от дна резервуара их располагают на расстоянии 0,8 DB (где DB диаметр входной воронки, равный 1,3 диаметра всасывающего трубопровода), расстояние от стен должно назначаться не менее величины диаметра трубопровода, а расстояние между дву мя всасывающими Воронками принимается равным двум диаметрам трубопровода.

Всасывающие линии прокладываются в грунте или в галерее.

Рис. 2. Русловой водозабор раздельного типа:

1— затопленный водоприемник (оголовок); 2 — самотечная линия; 3 береговой колодец; 4-всасывающие трубопроводы; 5 — насосная станция; 6 –камера переключения; 7-водовод промывной воды

Береговые водозаборы совмещенного типа (см. рис. 16.1) ха-рактеризуются наиболее благоприятным гидравлическим режимом (насосы установлены под заливом, малая протяженность всасывающих и напорных трубопроводов).

На рис. 16.1 представлен береговой водозабор совмещенного типа, который представляет собой круглый в плане железобетонный колодец.

В передней части колодца встроен незатопляемын водоприемник, обеспечивающий забор воды из реки с двух уровней (через окна нижнего и верхнего рядов).Водоприемные отверстия оборудованы рыбозаградительными плоскими сетками с подводным промывным устройством. В водоприемнике установлен вращающиеся бескаркасные сетки типа СВБ-2350. Сетки промываются из напорного водовода.

Рис. 3. Береговой водозабор раздельного типа:

1 — насосная станция; 2 — галерея всасывающих труб; 3 — водоприемник; 4 — сороудер живающие плоские сетки; 5 -эжектор для удаления осадка; 6 -балкон

Сор, загрязнения, смытые с вращающихся сеток, отводятся от водозабора в реку ниже по течению. Осадок из водоприемных камер удаляют двумя насосами СД (сточные динамические), установленными в помещении машинного зала насосной станции. Взмучивание осадка и промывку воды коммуникаций насосов СД перед их пуском производят обратным током воды, поступающей по перемычке от напорных водоводов. Для перепуска воды из одной секции водоприемника в другую при ремонте и с целью выравнивания давления на ремонтные затворы перед их подъемом в разделительных стенах установлены дроссельные затворы. Отключенная секция водоприемника с той же целью может быть наполнена водой из напорных водоводов через коммуникации грязевых насосов.

Насосная станция I подъема оборудована вертикальными насосами 800В-1,5/50. Напорные водоводы насосов оборудованы обратными клапанами и электрифицированными задвижками и выведены за пределы помещения, а на берегу через камеры переключения присоединены к двум напорным водоводам. Там же располагается аппаратура и оборудование, предохраняющие насосную станцию и водоводы от гидравлического удара.

Павильон над насосной станцией используется для размещения электрораспределительного устройства, щитов управления, бытовых и подсобных помещений для обслуживания водозабора.

Водозабор руслового типа.

На реках с пологими берегами, имеющими недостаточную глубину для размещения водоприемника у берега, устраивают водозабор руслового типа. Водоприемник выносится в русло реки, где глубина источника соответствует требованиям устройства водоприемника, и соединяют его с береговым колодцем самотечными трубопроводами.

Рис. 4. Русловой водозабор совмещенного типа

1-сороудерживающая сетка; 2 — самотечный водовод от оголовка;

3 -эжектор; 4 — насос типа А; 5 – отвод воды от эжектора; 6 -электродвигатель насоса; 7 — водоводы для подачи воды на промывку самотечных водоводов; 8 — напорные водоводы

В зависимости от рельефа берега, производительности и колебания уровня воды в источнике береговой колодец может быть объединен с насосной станцией I подъема или выполнен в отдельно стоящем здании. Принимают русловой водозабор совмещенного (рис. 4) и раздельного (см. рис. 2) типов.

Конструкции и тип руслового водоприемника принимаются в зависимости от требуемой категории надежности водоподачи, Сложности природных условий забора воды, назначения водотока судоходство, лесосплав) и других местных условий.

Наибольшее распространение получили затопленные водоприемники. Они наиболее дешевы, менее трудоемки при строительстве.

В то же время невозможность осмотра и очистки сороудерживающих решеток водоприемных отверстий при паводке, ледоходе, шугоходе делает их менее надежными в отношении обеспечения бесперебойности подачи воды потребителю.

Размеры водоприемных отверстий следует определять по средней допустимой скорости втекания воды в отверстия сороудерживающих решеток с учетом требований рыбозащиты.

Низ водоприемных отверстий должен быть расположен не менее чем на 0,5 м выше дна водоема, верх водоприемных отверстий — не менее 0,2 м от нижней кромки льда.

Водоприемные отверстия следует располагать так, чтобы в них практически не завлекались донные насосы, шуга и сор, плывущие в разных слоях потока, а также рыба. Лобовой прием воды является благоприятным в гидравлическом отношении, однако сор и и шуга, прилипающие к решетке, трудно удаляются, так как они прижимаются к решетке динамическим давлением потока.

При боковом или потолочном приеме воды сор и шуга, закупоривающие решетки, постепенно смываются потоком, при прекращении отбора воды. Облегчается смыв сора с решеток обратным током воды.

Затопленные водоприемники обычно изготовляют на берегу на стапелях, затем спускают на воду и в плавучем состоянии достав­ляют к месту установки.

Затопленный водоприемник малой производительности наиболее просто осуществляется в виде косого колена самотечного трубопровода (рис. 5). Водоприемник изготовляют как одно целое с самотечным трубопроводом. Положение его фиксируют с помощью стальной опорной плиты, укрепленной на железобетонной опорной плите.

Поступление воды в него происходит против течения в реке, что способствует меньшему завлечению сора и других взвесей из потока и более легкому удалению их при промывке обратным током воды.

В районах, богатых древесиной (особенно лиственницей), применяют ряжевый водоприемник (рис. 6, а). Сборку ряжа производят на плаву. Срубленный ряжевый водоприемник со встроенными в него раструбами водоприемных воронок самотечных трубопроводов опускают в проектное положение путем загрузки его клеток камнем.

На судоходных и лесосплавных реках ряжевые оголовки могут быть разрушены якорями, лотами или волокушами, которые тащатся по дну водоема за судами и плотами для управления их движением. Поэтому на таких реках водоприемники делают из железобетона или сварными из листовой стали.

На рис. 7 показан двухсекционный водоприемник с двусторонним приемом воды, имеющий в плане удобообтекаемую форму-

Рис. 5. Затопленный водоприемник типа «косое колено»:

1 — сороудерживающая решетка; 2 — самотечный водовод; 3 — плита-опора

Рис. 6. Затопленные водоприемники с боковым приемом воды:

а -деревянный ряжевый; б — железобетонный. 1 и 2 — минимальный зимний и летний уровни; 3 — каменная загрузка; 4 — загрузка галечником или тощим бетоном

Понтон выполнен сварным из стали. Самотечные водоводы пропущены через понтон и заглушены с внешней стороны. Они могут быть сняты при необходимости очистки самотечных трубопроводов.

Водоприемные раструбы выполнены изогнутыми косыми.

Косые раструбы позволяют увеличить водоприемные отверстия. Изгиб раструбов исключает поперечное протекание воды через про тивоположные отверстия водоприемника.

Для обеспечения равномерного поступления воды по всему фронту решеток применяю; водоприемники с вихревой камерой. Водоприемник имеет вихревой водосборный коллектор переменного сечения, что обеспечивает практически равномерный забор воды по всему водоприемному отверстию, а также равномерный промыв всей сороудерживающей решетки при подаче воды обратных током.

Конструкции водоприемных устройств весьма разнообразны, но все они должны отвечать требованиям рыбозащиты.

В зависимости от водоисточника, его рыбохозяйственного значения и особенностей поведения в нем молоди рыб в затопленных водоприемниках предусматривают следующие мероприятия:

1) увеличение площади водоприемных отверстий до размеров, при которых скорость втекания воды была бы в 3. 4 раза меньше скорости потока в реке в месте расположения водоприемника;

2) ограждение водоприемных отверстий на время ската молоди рыб грубыми фильтрами или сетчатыми рыбозаградителями, снабженными надежно действующий промывными устройствами; ограждение водоприемника плавучими запанями, если рыбная молодь сосредотачивается в поверхностных слоях потока.

Рис. 7. Затопленный водоприемник стальной с двусторонний приемом воды:

1-водоприемное отверстие; 2— стальной корпус; 3— заглушки; 4— самотечные водоводы.

На рис. 8 показан механический струереактивный рыбозаградитель, предложенный В. Н. Киселевым-Цецхладзе, состоящего из сетчатого барабана и промывного устройства. Сетчатый барабан представляет собой цилиндр, сваренный из уголковой стали и обтянутый мелкоячеистой латунной сеткой.

Размер ячейки сетки выбирают таким, чтобы исключить проход через нее молоди рыб. Промывное струереактивное устройство выполнено из перфорированных стальных труб в виде рамы, вращающейся на двух под­шипниках внутри сетчатого барабана.

Рис. 8. Механический струереактивный рыбозаградитель:

1- патрубок для присоединения трубопровода промывной воды; 2 –трос подъема рыбозаградителя; 3 — корпус установки рыбозаградителя на водо-приемнике; 4 — промывное устройство

Водоприемники соединяются с береговым колодцем самотечными (см. рис. 2) или самотечно-сифонными водоводами.

Самотечные водоводы должны укладываться в плане и в вертикальной плоскости без резких поворотов с прямым или обратным уклоном не менее 0,001. Трубопроводы в реке должны быть защищены от подмыва речным потоком, истирания донными насосами, повреждения якорями и лотами.

С этой целью их заглубляют ниже дна не менее 0,5 м. Траншея, в которой уложены трубопроводы, сверху должна быть укреплена каменной наброской.Самотечный трубопровод вводится в береговой колодец через ральниковое устройство. Расстояние от низа трубы до дна колодца Принимается равным 1,5 . 2 м.

Береговой колодец (см. рис. 4) предназначен для размещения в нем запорно-регулирующей арматуры самотечных линий, сеток и воронок всасывающих трубопроводов.

Береговые колодцы могут устраивать отдельно стоящими (см. рис.2) и совмещать с насосными станциями (см. рис. 4).

Отметка дна берегового колодца назначается из условий размещения рабочей части полотна сетки под минимальный уровень воды в приемной камере с учетом устройства приямка для осадка глубиной до 0,7 м.

Верхнее перекрытие устраивается на отметке, превышающей максимально возможный уровень воды в водоеме на 0,5 . 1 м.

Береговой колодец желательно располагать вне зоны затопления на 1 . 2 м. При наличии широкой и пологой затопляемой поймы можно устраивать береговой колодец в зоне затопления.

Для сообщения с береговым колодцем создают подсыпные дамбы. Такое расположение колодца позволяет сократить протяженность самотечных линий за счет их наиболее трудно выполнимого участка.

Источник

Водозаборные сооружения: виды и этапы строительства

В этой статье мы расскажем:

  • Виды водозаборных сооружений
  • Типы водозаборных сооружений
  • Выбор вида и типа водозаборного сооружения
  • Источники водозаборного сооружения
  • Устройство водозаборного сооружения
  • Требования к водозаборным сооружениям
  • Зоны санитарной охраны
  • 9 этапов строительства водозаборных сооружений
  • Сроки строительство водозаборного сооружения
  • Документы для эксплуатации водозаборного сооружения и штрафы за их отсутствие

Водозаборные сооружения – это целый комплекс по добыче и переработке воды, взятой из природных источников. Они поставляют ее в жилые дома, поселки и города. Существуют разные виды сооружений, которые зависят от типа источника и используемого оборудования. Их строительство занимает до нескольких лет.

Возведение водозабора невозможно без предварительного проектирования и получения разрешительных документов. Ведь если постройка будет самовольной, от государства прилетит штраф, сумма которого почти полмиллиона рублей. Придется не только его уплатить, но и за свой счет снести неразрешенную постройку. Чтобы всего этого не допустить, лучше сразу все делать по уму и согласно законным требованиям.

Виды водозаборных сооружений

Виды водозаборных сооружений

Водозаборные сооружения используются для получения воды из естественных и рукотворных водоемов. Они включают перечень гидротехнических конструкций и дополнительных приспособлений.

Водозаборные сооружения – это первый и наиболее важный компонент систем центрального водообеспечения. Бесперебойная доставка воды с установленными качественными параметрами зависит от того, насколько грамотно составлен проект и профессионально выполняются строительные работы и эксплуатационные мероприятия на объектах, о которых мы расскажем в этой статье.

Читайте также:  Базы отдыха в россии у речки

Источники водоснабжения и водозаборные сооружения классифицируются по двум основным группам: они могут быть поверхностными и подземными и имеют разные характеристики. Так ресурсы, находящиеся на поверхности (например, озера, реки), могут применяться для многих производственных и других целей, однако их состояние и химический состав должны тщательно контролироваться на постоянной основе. Что касается подземных источников, состав воды чище и стабильнее, поскольку жидкость защищена от негативного внешнего воздействия.

1. Подземные источники воды

Подземные источники воды

Водозаборное сооружение подземное, его основные понятия и требования регулируются соответствующим документом — СНиП 2.04.02-84*. В нем четко описано, какие объекты относятся к этой группе:

  • Различные типы горизонтальных водозаборных строений, которые подразделяются на:
  • Водозаборы комбинированного типа;
  • Каптажные камеры для забора родников;
  • Для более эффективной работы используют лучевой принцип водозабора. Он представляет собой объединение шахтного колодца и расположенных от него скважин, выложенных в виде лучей;
  • Помимо горизонтальных сооружений имеются обычные шахтные колодцы, которые применяются для получения воды из грунта;
  • Источники с артезианской водой, предназначенные для добычи одноименной жидкости;

2. Поверхностные источники

В СП также определены водозаборные сооружения поверхностные.

Они представлены четырьмя большими группами:

  • Русловые водозаборные сооружения — устанавливают на водоемах небольшой глубины, где колебания уровней не превышают 5-6 метров. Верхнюю опорную часть выносят передней стенкой в реку. Формы конструкции могут различаться. Как только жидкость попадает в оголовок строения, она самостоятельно перетекает к колодцу, расположенному на берегу.
  • Береговые водозаборные сооружения — можно увидеть на крутых берегах, чаще всего оборудуют средствами рыбозащиты. Объект представляет собой колодец, выполненный из ж/б или бетона и оборудованный специальными решетками. В итоге вода поступает через сетку, одновременно фильтруя крупные механические частицы.
  • Водоприемные ковшовые сооружения — система искусственных каналов, по которым вода замедляет движение и проходит небольшое осветление. Помимо этого, ковши предназначены для разрушения образованных за зиму ледовых помех.
  • Плавучие водозаборные сооружения — несамоходное средство, которое способно удерживать большие объемы на поверхности воды. С помощью насосов жидкость собирается напрямую из источника, далее по трубам попадает на берег.

Типы водозаборных сооружений

Типы водозаборных сооружений

В зависимости от типа источника воды определяется работа водозаборных сооружений.

Параметры, которые влияют на данное оборудование:

  • Эксплуатируемый период – постоянная или временная основа;
  • Место установки объекта приемки воды – русло, берег, на вынос;
  • Предназначение жидкости – для производства, хозяйственно-бытовых нужд, орошения почвы, теплоэнергетики и т.п.;
  • Строительные материалы, из которых выполнен водоприемник – дерево, бетон, ж/б, металл;
  • Способ поставки воды – нижний, верхний или боковой прием;
  • Характеристики водоприемника – ряжевой, зонтичный, вихревой, щелевой и другие типы;
  • Источник жидкости – водоемы (моря, озера, пруды) или водотоки (ручьи, каналы, реки, в том числе горные).
  • Степень экологического воздействия на окружающую среду – пассивное или активное;
  • Категории обеспечения водопадами (I, II, III);
  • Стиль приема воды – с глубины, с поверхности, со дна;
  • Комплектация объектов водозабора – раздельный (насос и приемник жидкости установлены в разных сооружениях) или скомпонованный;
  • Расположение сооружения в водоеме – затопляемый при повышении уровня, незатопляемый, затопляемый временно;
  • Уровень подвижности сооружения – плавучий, стационарный;
  • Принцип забора жидкости – насосная система и расположенный на берегу колодец, открытые или закрытые подводящие каналы, самотечное или вакуумно-насосное движение воды по трубам, наличие ковша.

Разрешение на строительство водопровода: нужно ли получать и как это сделать

Помимо перечисленных факторов при выборе оборудования не стоит забывать о геологических, гидрологических параметрах и некоторых локальных особенностях. К ним относятся:

  • уровень фильтрации жидкости, необходимый объем воды в сутки;
  • годовая водность источника;
  • условия, при которых проводится водозабора;
  • параметры, обеспечивающие надежность и гарантию движения жидкости;
  • прочие характеристики установки и эксплуатации.

Водозаборные гидротехнические сооружения обязаны соответствовать многим правилам и требованиям, в том числе отличаться надежностью, прочностью, иметь простой и удобный дизайн, позволяющий эксплуатировать оборудование в полную мощность.

Выбор вида и типа водозаборного сооружения

Выбор вида и типа водозаборного сооружения

Водозаборные сооружения из скважин или колодцев являются самыми маленькими среди всех типов ВЗУ. Они подают воду в частные дома и коттеджи, а крупные водозаборные узлы предоставляют ресурс большим предприятиям и даже целым населенным пунктам. Стоит отметить, что строительство данного технологического оборудования проводится в различных секторах экономики. Сооружения могут представлять собой целые насосные станции, предназначенные для тушения пожаров, или объемные емкости с водой для аварийных ситуаций. При разработке проекта и составления плана необходимо помнить о габаритах, производительности и цели будущего сооружения. При этом крупное оборудование высокой мощности обычно комплектуется дополнительно: устанавливают электрическую и газовую подстанции; химическую лабораторию, которая на месте проверяет состав жидкости; хозяйственные постройки, предназначенные для контроля за бесперебойной работой оборудования.

Также водозаборное сооружение выбирается исходя из доступности источника. Например, мелкие скважины и колодцы обладают невысокой производительностью, поэтому с их помощью получают только грунтовые воды. Чтобы найти артезианскую воду, потребуются большие финансовые затраты для бурения отдельной скважины. Если источник воды расположен далеко, то вычисляют необходимую мощность установки, затем строят колодец или делают скважину.

В местах, где забор поверхностных вод разрешен, можно устанавливать один из упомянутых выше объектов. Помните, что водозаборные сооружения из поверхностных источников не должны нарушать санитарные правила и требования, могут строиться только перед крупными населенными пунктами или предприятиями. Таким образом будет минимизирована угроза сбора опасно загрязненной воды по течению ниже.

Устройство водозаборного сооружения

Устройство водозаборного сооружения

Говоря о водозаборных сооружениях, стоит дать точное определение данным объектам. Их также называют ВЗУ, или водозаборные узлы, предназначенные для получения воды из определенного источника. Чем должны быть оборудованы водозаборные сооружения:

  • расходомер — устройство для измерения объемов используемой воды;
  • емкости с запасами воды при возникновении аварийной ситуации или пожара;
  • емкости с чистой водой;
  • водозаборно-очистные сооружения, которые доводят исходную жидкость до состояния питьевой;
  • насосы погружного типа первого подъема;
  • на втором подъеме в насосной системе осуществляется подача определенного количества воды и поддержание необходимого давления;
  • насосы, предназначенные для аварийных ситуаций;
  • водонапорная башня может использоваться вместо насосов второго подъема;
  • дренаж, в который спускается накопленная при ЧС излишняя жидкость, предотвращает переполненность емкостей и нарушение эксплуатации водозаборных сооружений;
  • средства измерения, куда включены контрольно-измерительные приборы и автоматика. Они выполняют важную роль в работе водозаборного сооружения. Осуществляется контроль за состоянием техники, расходом ресурсов. Ежедневно проводят осмотр системы и фиксируют показатели в специальном журнале. Более того, в автоматическом режиме осуществляется чистка сооружения. Остальные функции могут быть дополнены или изменены в зависимости от первоначальных требований, указанных в техзадании заказчика.

Крупные водозаборные сооружения, которые обрабатывают более 10 000 м³ в сутки, комплектуются дополнительными элементами. Например, пунктом диспетчера, чтобы проводить надзор 24 часа, химической лабораторией для оценки качества собранной жидкости, станцией газораспределения и электроэнергии и т.п.

Водозаборные сооружения из подземных источников сталкиваются с некоторыми трудностями при выборе места установки. В первую очередь оно должно соответствовать санитарным и эпидемиологическим нормам, быть утверждено надзорными органами.

Требования к водозаборным сооружениям

Требования к водозаборным сооружениям

ВЗУ выполняют несколько важных функций перед подачей воды пользователю или в ГОСВ. Изначально на источнике проводится забор жидкости, с помощью установленных решеток и сеток проходит грубая фильтрация, позволяющая удалить крупные механические частицы. Затем насосная система подает жидкость в сооружения для более тщательной очистки. Роль, которую обязательно должно выполнять водозаборное сооружение, – поставка качественного водного ресурса на постоянной основе и в необходимом объеме. Даже при возникновении проблем с источником (снижение уровня вод, образование ледовых отложений, заторов и т.п.) водозаборное сооружение должно функционировать.

Перед началом возведения водозаборного узла необходимо установить, будет ли нарушен естественный водный режим в источнике после начала эксплуатации. Состояние определяют исходя из потребностей всех пользователей водостоком. Если отмечено снижение уровня воды в источнике, то устанавливают водохранилища, чтобы восстановить естественное состояние окружающей среды.

Рекомендуется разделять систему водозаборного сооружения на две группы, чтобы работа каждой секции не зависела друг от друга и функционировала бесперебойно. Способ проводится с самотечными трубами, приемником и сеточными колодцами.

Если проект требует забора больших объемов, а один водоприемный узел не может выполнять поставленную задачу, устанавливают два отдельных независимых сооружения. Их лучше располагать в местах с разными природными условиями (уровень наноса и шуги). Если можно организовать только одно устройство, его оборудуют разными инструментами водозабора.

  • Требования по эксплуатации ВЗУ

При каждом монтаже и пуско-наладке водозаборного сооружения должны быть предусмотрены защитные меры, предотвращающие различные виды загрязнения жидкости (механического и органического). Мероприятия рекомендовано проводить на всем процессе движения воды – с момента ее забора и далее по трубам. В зависимости от источника понадобятся различные инструменты. Если подача воды происходит из рыбохозяйственного места, устанавливают особые защитные сетки. При наличии больших объемов льда и шуги водозаборное сооружение комплектуют трубами с теплым воздухом, обогревательными решетками, разного типа промывками, деталями с гидрофобными веществами.

Зоны санитарной охраны

Зоны санитарной охраны

Согласно санитарным нормам и правилам каждое водозаборное сооружение должно быть оборудовано зоной санитарной охраны. Не имеет значения, где пролегает водоисточник – на поверхности или под землей. Предприятия, занимающиеся центральным питьевым обеспечением, уделяют повышенное внимание организации безопасной эпидемиологической обстановки.

Сначала создают проект, затем определяют зону.

Специалисты должны выполнить несколько важных задач:

  • Вычислить площадь зоны и ее поясов;
  • Определить требования, правила и время эксплуатации ЗСУ;
  • Организовать процедуры, которые поддерживают нормативные условия зоны и не позволяют загрязнять водозаборное сооружение.

Зона санитарной охраны состоит из трех частей. В самом центре установлен ВЗУ, а его опоясывают данные территории. Каждый участок имеет свой режим и правила, которые нужно строго соблюдать.

  1. Пояс строгого режима, расположенные в 40-50 метрах от водозаборного сооружения. Предназначен для защиты участка от аварийных ситуаций, связанных с поломками и загрязнениями. Радиус территории может различаться в зависимости от уровня окружающей защиты. На границах возводят забор. Нельзя сооружать постройки, не связанные с водозабором.
  2. Пояс защиты от биологического загрязнения устанавливают на расстоянии до 300 метров от ВЗУ (рассчитывается аналитически). Он охраняет источник от образования в грунтовых водах патогенных бактерий и других микроорганизмов. Запрещено строительство ЛОС и подобных сооружений.
  3. Пояс защиты от химических веществ. На всем участке невозможно расположение объектов, которые могут стать источником химикатов (сюда относят склады удобрений, ядов, горючих веществ и т.п.). Таким образом максимально снижается риск попадания реактивов в воду.

Необходимо провести исследования об экологических, геологических, гидрологических особенностях территории. Полученное заключение понадобится при проектировании зон.

9 этапов строительства водозаборных сооружений

Рассмотрим девять этапов возведения ВЗУ:

  • Этап 1 – вычисляем объемы потребления воды (водохозяйственный баланс). Таким образом специалисты узнают, сколько ресурсов понадобится для удовлетворения производственных, бытовых или хозяйственных потребностей. Сюда также вносят показатели водных резервуаров, предназначенных для аварийных ситуаций.
  • Этап 2 – проводятся исследования, и на основе архивов создается документ с гидрологическими, экологическими, геологическими данными. После определения баланса оценивают возможности добычи необходимых объемов воды и строительства водозаборного сооружения.
  • Этап 3 – сбор документов и получение разрешения на проведение геологических исследований. Его можно получить, если теоретически доказано, что в данном месте существует источник воды. Лицензия позволяет искать и оценивать количество подземных вод.
  • Этап 4 – непосредственно проводят мероприятия, связанные с источником: бурят скважину, разведывают территорию, проводят исследования недр, почвы, горных пород, оценивают объемы ресурсов. На основе полученных данных формируют отчет, который представляют в госкомиссии по запасам полезных ископаемых.
  • Этап 5 – начинается непосредственное проектирование водозаборных сооружений и взаимодействие с органами контроля ЗСО. Роспотребнадзор проводит экспертизу на участке, осматривает сооружения и прилегающую зону, выдает заключение.
  • Этап 6 – проектируется насосная станция будущего объекта. Постановлением Правительства определено, каким образом должна формироваться проектная документация. Как только разработка окончена, необходимо провести строительную экспертизу.
  • Этап 7 – после подтверждения проекта также требуется создание рабочей документации для строительства ВЗУ.
  • Этап 8 – начинается монтаж и установкаэлементовводозаборного сооружения.
  • Этап 9 – разработка и согласование документов, разрешающих изучение положения подземных вод.

Сроки строительство водозаборного сооружения

9 этапов строительства водозаборных сооружений

В среднем строительство водозаборного узла проводится в течение 4-6 месяцев, поскольку используются особые конструкции. Однако основное время здесь занимает экспертиза и согласование сооружения в соответствующих органах власти. Официально требуется:

  • определение места подземных вод и вычисление объемов – до 6 месяцев;
  • подача документов для проведения Роспотребнадзором исследований и вынесения заключения – до 2 месяцев;
  • получение разрешения на проведение геологических работ – до 1 месяца;
  • проверка проектной сметы и рабочих документов на строительство сооружения – до 2 месяцев.
Читайте также:  Правила переправы через замерзшие реки

Проектирование водопроводных сетей: правила и нормы

Если посчитать общее количество дней, то данный процесс регламентации может занять почти год. Прибавьте к этому сами строительные и пусконаладочные работы. Поэтому в среднем стоит ориентироваться на временной промежуток от года до полутора на весь процесс возведения водозаборных узлов.

Документы для эксплуатации водозаборного сооружения и штрафы за их отсутствие

Документы для эксплуатации водозаборного сооружения и штрафы за их отсутствие

В России на законодательном уровне регулируются операции, связанные с установкой и эксплуатацией водозаборных сооружений. Таким образом важнейшим нормативным актом является закон «О недрах», принятый Верховным Советом в 1992 году.

Список документов, связанный с использованием ВЗУ, достаточно обширный. Сюда относятся:

1. Разрешение на проведение геологических изысканий.

2–3. Проектная документация на проведение геологических мероприятий. Разрешение на проведение работ от «Росгеолэкспертиза».

4. Паспорт на каждую из скважин, которую планируется эксплуатировать при заборе воды.

5–6. Расчеты объемов подземных вод, оформленные в виде отчета, и заключение госкомиссии по запасам полезных ископаемых и подземных вод.

7. Проектирование ЗСО.

8. Схема водозаборного сооружения, результаты экспертизы.

9. Разрешение на пользование недрами.

Для разработки перечня документов заключают договор с подрядчиком. Если в организации имеются собственные гидрогеологи, то они занимаются этой работой. Все отчеты и заключения отдаются на согласование в государственные органы (Роспотребнадзор и т.п.).

Плановые проверки проходят каждые 3-4 месяца, в общей сложности 3 раза/год. При возникновении жалоб от СМИ, граждан или предприятий, органы государственного контроля могут провести внеплановую проверку ВЗУ.

Если выясняется, что организация не располагает всеми необходимыми документами, будет выдано распоряжение об исправлении ситуации в кратчайшие сроки. В каждом случае предписания индивидуальны.

Игнорирование отрицательно повлияет на пользователя ресурсами. Далее последует штраф и другие наказания, предусмотренные законом.

Нормативные акты и размеры штрафных санкций, которые применяются при эксплуатации скважин без лицензии

Законодательные акты

Основание

Штрафные санкции

Части 2 и 4 ст. 8.13 КоАП России

Нарушение требований по охраны водоемов

До 300 тыс. рублей или остановка объекта на срок до 90 дней

Часть 1 ст. 8.42 КоАП России

Несоблюдение требований спецрежима ведения хозяйственной и другой деятельности в прибрежных защитных или водоохранных зонах водоема, нарушение режима ведения хозяйственной и другой деятельности в пределах санитарной линии источников воды для питья и хозяйственно-бытового использования

До 400 тыс рублей

Части 1 и 2 ст. 8.45 КоАП России

Нарушение нормативов по оборудованию хозяйственных и других объектов, расположенных в пределах водоохранных участков, сооружениями по охране водоемов от загрязнения, засорения, заиления и истощения вод

До 1 миллиона рублей или приостановление объекта на срок до 90 дней

После того, как собственник водозаборного сооружения по подъему подземных вод внесет сумму штрафных санкций, он должен получить лицензию на использование недр или своими силами ликвидировать данный объект (статья 49 ФЗ «О недрах»).

Источник



Водозаборные сооружения

Водозабо́рные сооруже́ния (также известны как водозаборный узел – ВЗУ, или каптаж Каптаж – подземное водозаборное сооружение. ) – сооружения и устройства для забора воды из источника питания (реки, озера, водохранилища и др.) для целей гидроэнергетики, водоснабжения, ирригации и др. Водозаборные сооружения должны обеспечивать пропуск воды в водовод (канал, трубопровод, туннель и т. п.) в заданном количестве, надлежащего качества и в соответствии с графиком водопотребления.

В зависимости от условий и назначения они подразделяются на: вертикальные, горизонтальные и каптажи естественных выходов – источников. Вертикальные водозаборы сооружаются при наличии относительно глубокого залегания водоносных горизонтов как безнапорных, так и напорных вод. В конструктивном отношении вертикальные водозаборы делятся на буровые скважины и шахтные колодцы. Буровые скважины – наиболее универсальный и технически более совершенный тип водозаборов. Они обладают достаточно высокой производительностью и наиболее полно соответствуют санитарным требованиям. Шахтные колодцы могут закладываться в водоносных пластах со свободной поверхностью (грунтовые) и в напорных водоносных горизонтах (артезианские) до глубины 100 м.

Если водозаборные сооружения пересекают водоносный пласт на всю его мощность, они называются совершенными; в том случае, когда они заглубляются в водоносный горизонт лишь частично и не достигают водоупора, – несовершенными.

Шахтные колодцы сооружаются главным образом для удовлетворения небольших нужд водопотребителей. Для более полного захвата подземной воды применяются лучевые водозаборы – комбинация шахтного колодца с горизонтальными буровыми скважинами, заложенными в разные стороны водоносного пласта.

Горизонтальные водозаборы подразделяются на траншейные, галерейные (собственно галереи и штольни) и кяризы. Выбор типа горизонтального водозабора определяется глубиной залегания подземных вод и характером водопотребления.

Для постоянного водоснабжения относительно крупных водопотребителей применяются водосборные галереи и штольни, сооружаемые при значительной глубине залегания водоносных горизонтов. Траншейные сооружения используются для сравнительно небольшого водопотребления при малой глубине залегания подземных вод. Кяризы (перс., буквально – подземный оросительный канал) – примитивно устроенные водозаборные сооружения, применяются для сельскохозяйственного водоснабжения и орошения небольших земельных участков в полупустынных районах с невыдержанным залеганием водоносных горизонтов.

Водозаборные сооружения гидроэлектростанций (называемые часто водоприёмниками) устраиваются преимущественно на реках, входят в состав гидроузла и подразделяются на два основных типа: низконапорные и глубинные. Низконапорные водозаборные сооружения возводятся на горных реках и забирают воду из бьефов, подпертых плотинами сравнительно небольшой высоты (6–10 м).

При больших колебаниях уровня воды в водохранилище применяются глубинные водозаборные сооружения, которые в зависимости от природных условий района и компоновки элементов гидроузла могут быть плотинного, берегового или башенного типа. Башенное водозаборное сооружение представляет собой отдельно стоящую башню, в верхнем бьефе имеющую обычно несколько водозаборных отверстий на разной высоте и соединённую с берегом (гребнем плотины).

По характеристикам источника водозаборы разделяют на подземные и поверхностные. Поверхностные источники водоснабжения отличаются высокой производительностью, но требуют постоянного надзора за соблюдением санитарно-технического состояния территории поверхностного источника – озера, реки и т.д.

По типу источника поверхностные водозаборные сооружения систем водоснабжения (водоприёмники) подразделяются на речные, водохранилищные, озёрные и морские.

Из речных водозаборных сооружений наиболее распространены: береговые, русловые, плавучие, ковшовые. Кроме того, они могут быть совмещены с насосными станциями первого подъёма или установлены отдельно от них.

Береговое водозаборное сооружение, применяемое при относительно крутых берегах реки, представляет собой бетонный или железобетонный колодец большого диаметра, вынесенный передней стенкой в реку. Вода поступает в него через отверстия, защищённые решетками, а затем проходит через сетки, осуществляющие грубую механическую очистку воды.

Русловые водозаборные сооружения применяются обычно при пологом береге, имеют оголовок, вынесенный в русло реки. Из оголовка вода подается по самотёчным трубам к береговому колодцу. Такой колодец часто совмещен с насосной станцией первого подъёма.

Плавучие водозаборные сооружения – это понтон или баржа, на которых устанавливаются насосы, забирающие воду непосредственно из реки. На берег вода подается по трубам с подвижными стыками, уложенным на соединительном мостике.

При работе ковшовых водозаборных сооружений вода поступает из реки сначала в расположенный у берега ковш (искусственный залив), в конце которого размещается собственно водозаборное сооружение. Ковш используется для осаждения наносов, а также для борьбы с ледовыми помехами – шугой и глубинным льдом.

Подземные источники водоснабжения, как правило, отличаются более стабильными характеристиками качества воды и относительной защищённостью от загрязнения с поверхности.

Подземные источники водоснабжения подразделяются на:

  • водозаборные скважины (чаще употребляется термин артезианская скважина) для добычи артезианской воды;
  • шахтные колодцы для добычи по большей части грунтовых вод;
  • горизонтальные водозаборы;
  • комбинированные водозаборы;
  • лучевые водозаборы для более полного захвата подземной воды; представляют собой комбинацию шахтного колодца с горизонтальными буровыми скважинами, заложенными в разные стороны водоносного пласта;
  • каптажи родников;
  • кяризы.

Ирригационные водозаборные сооружения бывают бесплотинные и плотинные. Бесплотинное водозаборное сооружение представляет собой искусственное русло (канал), отходящее от реки под некоторым углом и забирающее часть расхода водотока. Для ограничения возможности попадания донных наносов в оросительный канал водозаборные сооружения располагают на вогнутом берегу реки, благодаря чему поверхностные струи, менее насыщенные наносами, направляются в водозабор, а донные – отклоняют наносы в русло реки. При неустойчивом русле реки и значительных скоростях течения для обеспечения забора необходимого количества воды в головной части бесплотинного водозаборного сооружения устраивается шпорный водозабор (шпора), выполняемый обычно из местных материалов (камень, хворост).

В конструктивном отношении плотинные водозаборные сооружения для целей ирригации аналогичны водозаборам, применяемым в гидроэнергетике.

По основному материалу водозаборные сооружения чаще всего бывают бетонными и железобетонными. Для глубинных водозаборных сооружений применяют также стальные трубы и облицовки. В последние годы используют сборно-монолитные конструкции.

Источник

Водозаборные сооружения. Виды и особенности водозаборов из поверхностных источников

1. ВЫБОР МЕСТА И ТИПА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОЗАБОРОВ

Водоприемные сооружения входят в число головных сооружений водопроводов и определяют надежность работы всей системы. Водоприемники вторгаются в природную водную среду и их работа не должна наносить вред природе.

В настоящем издании принята следующая терминология: водоприемник – сооружение, непосредственно принимающее (забирающее) воду из водоисточника; водозабор – комплекс сооружений, включающий водоприемник, колодец, насосную станцию первого подъема. При определенной компоновке водоприемного узла понятия водоприемника и водозабора могут совмещаться.

1.1. Классификация поверхностных водоприемников

По виду источника различают речные, озерные, водохранилищные, морские водозаборы.

По производительности водозаборы бывают:

  • малые (до 1 м3/с);
  • средние (1-6 м3/с);
  • крупные (> 6 м3/с).

По капитальности различают постоянные (с расчетным сроком эксплуатации 25 лет) и временные или сезонные (передвижные) водозаборы.

По месту расположения водоприемника они могут быть береговыми, русловыми, комбинированными и приплотинными.

По компоновке водоприемного узла различают совмещенные и раздельные водозаборы.

По назначению водозаборы в соответствии с системой водоснабжения могут быть хозяйственно-питьевыми, техническими, оросительными.

Различают также три категории надежности подачи воды соответственно трем категориям систем водоснабжения.

1.2. Выбор типа водозабора

На выбор типа влияют следующие факторы:

  • категория надежности подачи воды;
  • забираемые расходы воды;
  • показатели качества;
  • гидрологические характеристики (глубины воды, уровни и их колебания, ледовые условия, скорости воды, рельеф);
  • геологические характеристики;
  • назначение водотока или водоема (лесосплав, рыборазведение, водный транспорт, ГЭС);
  • тип насосов.

Выбор типа водозабора производится по табл. 13 СНиП 2.04.02-84 в соответствии с природными условиями приема воды, определяемыми по табл. 12 СНиП.

1.3. Выбор места водозабора

При выборе места расположения водозаборного узла решающими являются следующие факторы:

  • Возможность наиболее простого и экономичного способа забора воды.
  • Бесперебойность в получении требуемого количества воды (согласно категории надежности подачи).
  • Обеспеченность получения наиболее чистой воды, возможность организации зон санитарной охраны.

Водозабор должен быть также по возможности ближе к потребителю.

Рекомендуются следующие места расположения водозаборов:

  • выше населенного пункта (с учетом перспективы развития);
  • выше выпусков сточных вод (с учетом возможного подпора и нагона воды против течения);
  • выше портов, складов, лесных бирж и т.п.;
  • выше оврагов, ручьев, островов, балок;
  • выше и ниже притоков с большим количеством наносов;
  • на вогнутом берегу (выпуклый и прямолинейный не рекомендуются из-за возможности заиления);
  • выше перекатов (ниже велика вероятность образования шуги);
  • в местах прочных грунтов;
  • на главном русле, а не на протоках.

Запрещается устройство водозаборов:

  • в зоне разрушения берегов;
  • в зоне отложения наносов;
  • в зоне движения судов и плотов;
  • в местах заторов льда и шугозажоров;
  • в зоне оползней;
  • в верховьях водохранилищ;
  • в местах нереста рыбы.

На морях, крупных озерах и водохранилищах рекомендуется избегать:

  • мест резких изломов берега;
  • зон прибоя;
  • мест скопления плавника и водорослей.

…Семнадцатый век. Суздаль. Шум и гам на берегу речки Каменки: стенкой на стенку идут монахи и горожане. Пря возникла, выражаясь современным языком, на почве разного подхода к вопросам водопользования. Ремесленники Суздаля повадились замачивать в Каменке сырье кожи для выделки. А обитатели соседних монастырей издавна снабжались в ее водах плотвой и окунями. Каким-то там образом христолюбивые рыбари вычислили: их частые неуспехи в ловле обусловлены злокозненным промыслом горожан. Увещевания, попытки взять кожемяк “на бога”, надо полагать, не срабатывали. Дошло до рукопашной.

Дела давно минувших дней… Не грех слегка и поиронизировать над ними, не забывая, однако, что уже в трехвековой дали мелькали зарницы проблемы, повисшей сегодня заметной тучей — проблемы охраны вод от загрязнения и грамотного выбора места водозабора.

Рис. 1.1. Возможные деформации русел рек

При выборе места водозабора следует учитывать, что русло реки со временем деформируется:

  1. вдоль реки двигаются гряды наносов, из-за чего глубина воды в одном и том же месте реки может изменяться на величину до 10 и более метров (рис.1.1, б);
  2. могут двигаться “побочни” — косы у берегов, обсыхающие в межень и кажущиеся берегом, а в паводок сносятся ниже по течению (рис. 1.1, а);
  3. излучины реки двигаются в течение лет (см.рис. 9.1, в) за счет размыва (жирные линии) и наносов (штриховка). Штрих-пунктирной линией показано главное течение реки, штриховой — перемещенная со временем линия уреза воды в реке.
Читайте также:  Самая полноводная река материка россии

2. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ РЕЧНЫХ ВОДОПРИЕМНИКОВ

2.1. Береговые водозаборы

Устраиваются при наличии больших глубин у берега и высоких требованиях к надежности забора и подачи воды. Они представляют собой массивные колодцы, располагаемые на берегу, принимают воду непосредственно из источника водоприемными окнами. Возможно устройство прорезей в дне для обеспечения больших глубин (см. 16.4). Их достоинство — доступность водоприемных отверстий, недостаток — более мутная вода у берега. По компоновке могут быть совмещенными (водоприемник и насосная станция в одном сооружении) и раздельными.

Совмещенная компоновка рекомендуется:

  • при прочных грунтах дна;
  • при большой амплитуде колебания уровней воды в реке (разности минимальной и максимальной отметок воды) — более 6 м;
  • при большой производительности водоприемника.

Совмещенные водозаборы удобны с точки зрения эксплуатации (все оборудование находится в одном месте). Они более экономичны и больше распространены на практике. Совмещенная компоновка не рекомендуется при неустойчивых грунтах, так как вибрация насосных агрегатов может вызвать крен берегового колодца.

Колодец водозабора устраивается из монолитного железобетона и может выполняться следующими способами:

  • в осушенном котловане, огражденном перемычками от реки и шпунтами от берега;
  • при скальных породах, плотных глинах, сланцах — в котловане, но без шпунтов;
  • опускным способом (в песках, супесях) с предварительной насыпью, защищенной от размыва;
  • методом “стена в грунте”;
  • кессонными подводными работами (для очень крупных водозаборов).

При опускном способе форма колодца в плане круглая — при этом будет минимальная площадь поверхностей трения стенок о грунт. При других способах строительства колодцы устраиваются квадратными, прямоугольными или сложной формы в плане со скруглениями для обтекания водой, льдинами. Для надежности колодец разбивается глухой перегородкой не менее, чем на две секции, при выходе из строя одной из них вторая должна обеспечить прием не менее 70% полной производительности водозабора.

На рис. 2.1 изображена одна из возможных схем берегового совмещенного водозабора — самая надежная (насосы находятся под заливом), но и самая дорогая (большой подземный объем, а соответственно и большая стоимость сооружения). На схеме приняты следующие обозначения: ВГВ — верхний горизонт воды (в паводок); НГВ — низкий горизонт воды (в межень); I-водоприемное отделение; II-всасывающее отделение; III-насосная станция I подъема; а, б-секции водоприемника, 1-входные окна; 2-решетки; 3-затворы, 4-сетки; 5-насосные агрегаты; 6-напорные линии; 7-павильон; 8-грузоподъемное оборудование; 9-железобетонный колодец.

Для удешевления строительства водозабора можно:

  1. применить вертикальные насосы (или даже артезианские) с меньшими габаритами в плане (при этом не всегда можно подобрать требуемые по расчету насосы);
  2. уменьшить заглубление насосной станции, что возможно только на скальных основаниях.

Рис. 2.1. Схема берегового совмещенного водозабора

Раздельная компоновка позволяет защитить насосную станцию от затопления, уменьшает габариты берегового колодца, но при этом: насосы оказываются не под заливом; эксплуатирующий персонал разобщен; удлиняются всасывающие линии и растут потери напора в них.

Раздельная компоновка водозаборов рекомендуется:

Схема руслового водозабора раздельной компоновки

  • при неустойчивых грунтах;
  • при малой амплитуде колебания уровней воды ( Рис.2.2. Схема руслового водозабора раздельной компоновки

Водоприемники могут быть также комбинированными: при определенном профиле берега в паводок они могут принимать воду окнами в колодце, а в межень переходить на русловый прием воды — см. рис. 2.3.

Схема комбинированного водоприемника

Рис. 2.3. Схема комбинированного водоприемника

2.3. Оголовки русловых водоприемников

Предназначены для приема воды и защиты от повреждений концов самотечных линий.

Различают три типа принципиально различных оголовков:

  1. постоянно затопленные;
  2. затопляемые высокими водами;
  3. незатопляемые (крибы).

Первые труднодоступны (особенно в паводок и зимой), зато дешевые, не мешают транспорту и лесосплаву, не воспринимают нагрузок от ледохода и ледового покрова. Они имеют самое широкое распространение.

Оголовки второго типа на практике мало применяются.

Третьи применяют для повышения надежности, в основном на водохранилищах и озерах.

Основные конструкции оголовков приведены на рис. 2.4 — 2.9.

Простейшими и самыми дешевыми являются раструбные свайные незащищенные оголовки. Их раструб может располагаться не только вертикально, как показано на схеме, но и наклонно или горизонтально. Иногда для их защиты от плывущих предметов выше по течению забивают защитные сваи. Рекомендуются такие оголовки при малой производительности и легких природных условиях, при отсутствии лесосплава и судоходства. Конструкция необтекаема, возмущает речной поток, боится ударов.

Раструбный свайный незащищенный оголовокРис. 2.4. Раструбный свайный незащищенный оголовок
1 – раструб; 2 — решетка на входном окне; 3 — самотечные
линии; 4 – сваи; 5 — несущий прогон

Ряжевые оголовки изготавливаются в виде сруба из бревен на берегу со смонтированными раструбами и концами самотечных линий. Такая плавучая конструкция буксиром транспортируется к месту установки и затапливается с пригрузом камнями. Оголовок обтекаемой формы, массивный, сравнительно недорогой, но трудоемкий в изготовлении. Рекомендуется при небольшой производительности водозабора.

Рис. 2.5. Ряжевый оголовок. 1 — сруб (ряж) из бревен; 2 — каменная наброска;
3 — самотечные линии

Ряжевый оголовок может быть устроен без раструбов, а с фильтрующей засыпкой из гравия или щебня в полости сруба (рис. 2.6). Такой оголовок частично осветляет воду и обеспечивает рыбозащиту. Прием воды осуществляется передним фронтом сооружения, который может иметь большую площадь и обеспечивать среднюю производительность водозабора.

Рис. 2.6. Ряжевый фильтрующий оголовок
1 — сруб из бревен; 2 — каменная фильтрующая засыпка;
3 — самотечные линии

Бетонный оголовок (см.рис. 2.7) выполняется также на берегу в виде корыта из листовой стали с распорками и раструбами. В таком виде он транспортируется к месту установки, затапливается и под водой заполняется бетоном. Такой оголовок устойчив против ударов, обтекаемый потоком, но сложен в изготовлении. Его особенностью является двухстороннее расположение входных окон (2…4 окна в одной секции), что позволяет принимать большие расходы воды.

Рис. 2.7. Бетонный оголовок
1 — корпус из стального листа; 2 – бетон; 3 — самотечные
линии; 4 — входные окна с решетками

Железобетонный оголовок (рис. 2.8) устраивается в виде железобетонной скорлупы на берегу, оснащается раструбами, транспортируется в русло, затапливается в проектном месте и утяжеляется каменной наброской. Получившаяся конструкция стойка к ударам, обтекаема потоками воды, индустриальна в изготовлении, но громоздка. Находит широкое применение на практике.

Рис. 2.8. Железобетонный оголовок
1 — железобетонная скорлупа; 2 — каменная наброска; 3 —
самотечные линии

В определенных условиях наиболее подходящими являются донные оголовки с расположением входных окон в горизонтальной плоскости. Одна из возможных конструкций такого оголовка приведена на рис. 2.9 — бетонный фильтрующий. Оголовки могут представлять собой дырчатые трубы в щебеночной обсыпке. Разработано множество конструкций различных оголовков.

Рис. 2.9. Бетонный донный фильтрующий оголовок
1 — корпус из железобетона или стали; 2 – бетон; 3 –
колосники; 4 — самотечные линии

2.4. Самотечные линии русловых водозаборов

Устраиваются из следующих труб:

  • Стальных – они удобны для строительства, но подвержены коррозии, требуют антикоррозионной изоляции. Трубы свариваются в плеть, закупориваются пробками, транспортируются на место укладки, затапливаются и опускаются в траншею, устроенную земснарядом. Недлинные трубы можно прокладывать продавливанием, горизонтальным бурением.
  • Чугунных, железобетонных, асбестоцементных, эти трубы не корродируют, но их трудно укладывать (трудоемкая стыковка).

Варианты устройства таких самотечных линий:

  • укладка в подводных траншеях, стыки выполняются водолазами;
  • со шпунтовым ограждением траншеи и осушением места прокладки.

К сифонным линиям предъявляют повышенные требования по герметичности стыков.

Прокладываются самотечные линии на суше и возле уреза воды, ниже глубины промерзания; в русле — над дном свободно или в обсыпке щебнем для защиты от истирания и повреждения, ниже дна (на 0,5 м).

Диаметры труб определяются скоростями движения воды. С одной стороны скорости должны быть небольшими, чтобы не было больших потерь напора, с другой стороны скорости должны быть достаточно большими, чтобы не было отложений наносов.

По СНиП скорости воды в самотечных линиях должны быть в пределах 0,7…2,0 м/с, в зависимости от категории водозабора и диаметра трубы. Эта скорость должна быть незаиляющей и в общем случае зависит от производительности водозабора, диаметра трубы и крупности наносов.

2.5. Промывка самотечных линий

В процессе эксплуатации русловых водозаборов, особенно в период паводка, возможно засорение самотечных линий отложениями (ил, песок), вследствие чего уменьшается поперечное сечение водоводов, увеличиваются потери напора и снижается подача воды.

Прочистка самотечных линий может осуществляться:

  1. механическим способом (совками, скребками и т.п. по типу прочистки канализационных коллекторов), метод связан с длительным выключением водоводов из работы, трудоемкий, но при больших диаметрах предпочтителен;
  2. гидравлическим методом — созданием повышенных скоростей движения воды в трубе, промывкой, способ наиболее распространен.

Скорость промывной воды можно определить по формуле:

V = A (δ d) 0,25 , м/с,

где А = 7,5…10 — безразмерный коэффициент, δ — крупность отложений, м,
d — диаметр трубы, м.

Известно, что для разрушения и выноса отложений нужны скорости, на 25…50 % превышающие нормальные.

Различают два основных способа создания промывного потока: прямой и обратный.

При прямой промывке одна из самотечных линий отключается, насосы работают в нормальном режиме и подают расчетный расход. Из-за этого уровень в колодце падает, увеличивается перепад отметок в источнике и в колодце, то есть создается увеличенный напор на работающей трубе, вследствие чего скорости движения воды в ней возрастают.

Достоинства этого способа:

  1. простота эксплуатации;
  2. отсутствие специальных устройств для промывки;
  3. подача потребителю при промывке проектного расхода.

Недостатки:

  1. не промываются решетки (от мусора и шуги);
  2. загрязнения из трубы выносятся в береговой колодец;
  3. промывка невозможна при низких уровнях воды в реке, то есть не обеспечивается надежность.

При обратной промывке устраивается специальный промывной трубопровод, связывающий напорные водоводы с самотечными линиями. При промывке одна из самотечных линий отключается и по ней в обратном направлении подается вода из напорных водоводов. Во второй самотечной линии происходит прямая промывка.

Достоинства обратной промывки:

  1. одновременная промывка решеток;
  2. возможность отбрасывать шугу от входных окон (автоматическая обратная промывка обеспечивает русловому водозабору 1 степень надежности забора воды);
  3. промывка может быть осуществлена в любое время (обеспечивается надежность);
  4. загрязнения уносятся промывным потоком в реку. Недостатки:
  5. сложность эксплуатации;
  6. большие капиталовложения на устройство промывного трубопровода;
  7. снижение подачи воды потребителю;
  8. потери воды.

В связи с этим обратная промывка рекомендуется при диаметре линий до 500 мм включительно. При больших диаметрах следует ориентироваться на прямую промывку.

Разновидность обратной промывки — импульсная, применяемая при малых входных скоростях, когда затрудняется удаление мусора и шуги с решеток из-за малых скоростей промыва. Система импульсной промывки показана на рис.2.10.

Рис. 2.10. Импульсная промывка самотечных линий
1 – оголовок; 2 — самотечная линия; 3 — береговой колодец;
4 — павильон; 5 — вакуумная колонна; 6 – клапан; 7 – патрубок
к вакуумной системе; А, Б — верхний и нижний уровни воды в
колонне при промывке

С помощью вакуум-насосов заполняют водой вакуум- стояк, а затем срывают вакуум с помощью клапана, открыв его вручную на краткое время (усилие на рычаге от 10 до 30 кг). При этом колонна воды в стояке движется вниз и в сторону реки в самотечной линии. По инерции уровень воды в стояке опускается ниже равновесного и над водой самопроизвольно создается вакуум, под действием которого вода поднимается по стояку вверх, а в самотечной линии движется к колодцу. Таким образом, в трубах создается затухающее колебательное движение воды, эффективно очищающее самотечные линии от отложений, а решетки — от скоплений сора и шуги.

При обратной промывке труб больших диаметров применяется гидропневматический способ, при котором в водоводы подается сжатый воздух от компрессора. Создаются волны и пробки, пульсации давления и расхода, вибрации, эффективно очищающие самотечные линии.

2.6. Борьба с биологическими обрастаниями

Кроме отложений проблему для самотечных линий могут создавать биологические обрастания — мхи, моллюски (особенно дрейссены), микроорганизмы. Они также могут приводить к уменьшению сечения и увеличению гидравлического сопротивления труб. Для подавления развития биообрастаний применяют следующие мероприятия:

  • Покраска внутренних поверхностей труб специальными красками (неприменимо для питьевых водопроводов).
  • Промывка водой с температурой 45-55 0 С.
  • Обработка воды хлором.
  • Анодное растворение медных электродов.

На стадии исследований находятся методы воздействия ультразвуком, другими излучениями.

По материалам: Водоснабжение: учебное пособие / Н. И. Куликов [и др.]. – Новосибирск: ООО «ЦСРНИ», 2016. – 704 с.

Источник

Adblock
detector