Водозаборные сооружения. виды и особенности водозаборов из поверхностных источников

Бесплотинные речные водозаборы

Данные водозаборы
характеризуются тем, что вода в них
поступает из реки при бытовом состоянии
ее уровней. Они могут быть поверхностными
и глубинными.

Поверхностные
водозаборы

Различают 3 вида
поверхностных водозаборов: береговые,
шпорные и ковшевые.

Береговые
водозаборы

устраивают при:

  • — малых уклонах;

  • — малых скоростях
    течения;

  • — малом количестве
    наносов.

Рис. 16.1.
Разделение (бифуркация) потока при
береговом боковом водозаборе:

1
— река; 2 — канал; α — угол отвода =
35—75º; CB
— поверхность раздела

Рис. 16.2.
Основные схемы расположения бесплотинных
береговых водозаборов:

а,
б — без головного сооружения; в, г —
с головным сооружением; д — с
пркопами-отстойниками и с дюкером: ж
— то же, с акведуком; 1 — магистральный
канал; 2 — сбросной канал; 3 — головные
сооружения; 4 — прокопы-отстойники;
5 — дюкер; 6 — акведук

Шпорные
водозаборы
характерны выдвинутой в русло реки
водозахватной шпорой — дамбой. Применение
таких водозаборов обычно связывается
с реками, обладающими неустойчивым
руслом. Идея водозахватного устройства
заключается в том, что оно создает
некоторый подпор в речном потоке и таким
образом способствует увеличению расхода
воды, идущей в канал, а также уменьшению
количества донных наносов, поступаемых
в него. Шпоры выполняют из местных
строительных материалов — хвороста,
камня, каменной наброски, сипаев и т. д.

Устраивают при:

  • — необходимости
    подъема уровня воды в реке в месте
    отвода;

  • — при больших
    уклонах воды в реке;

  • — при большом
    количестве наносов.

Рис. 16.3.
Шпорный водозабор:

1
— шпора; 2 — карман; 3 — головной шлюз;
4 — канал; 5 — промывной шлюз; 6 — река

а)
б)
в)

Рис. 16.4.
Схемы шпорных водозаборов:

а
— без головного сооружения
(неинженерный); б — с боковым головным
сооружением и с промывными отверстиями
в шпоре; в — с фронтальным головным
сооружением и промывным устройством
в продольной шпоре; 1 — подводящее
русло; 2 — шпора; 3 — канал; 4 — сброс;
5 — промывные сооружения; 6 — головное
сооружение; 7 — дамба

Шлюз промывной
служит для промыва (смыва) наносов,
отложившихся в кармане.

Шлюз головной
позволяет регулировать расход воды,
забираемой из реки в канал с помощью
затворов.

Ковшовые
водозаборы

служат в
основном для нужд водоснабжения и
работают в течение всего года. Они имеют
широкий бассейн (ковш), в котором
взвешенные наносы выпадают в осадок.
Из ковша осветленная вода подается с
помощью насосов. Их устраивают полностью
заглубленными в берег или частично
выдвинутыми в русло. И имеющими низовой
вход. Порог водоприемных отверстий
долженбыть поднят над дном не менее,
чем на 0,5 м.

Рис.
16.5.
Ковшевой водозабор (план)

Глубинные
водозаборы

В отличие от
поверхностных, глубинные водозаборы
работают в напорном
гидравлическом режиме.
Их применяют в основном для водоснабжения
при небольших расходах воды, забираемых
из реки в высоких берегах, затрудняющих
или делающих даже невозможным устройство
открытого канала в выемках, вследствие
необходимости выполнения большого
количества земляных работ.

Рис. 16.6.
Глубинный русловой водозабор (береговой
колодец):

1
— оголовок водозабора; 2 — самотечный
водовод; 3 — сифонный водовод; 4 —
водоприемное отделение берегового
колодца; 5 — всасывающее отделение
берегового колодца; 6 — раздельная
стенка колодца; 7 — задвижки; 8 —
колонки управления задвижками; 9 —
съемная сороудерживающая решетка;
10 — вертикальные полосы; 11 — камера
переключения наносов; 12 — напорный
водовод; 13 — подземный павильон
берегового колодца

На рис. +++,
а — заборное отверстие располагают в
русле реки на глубине 2—2,5 м
от уровня зимней межени для того, чтобы
оно не вмерзло зимой в ледяной покров,
и на 0,5—1,4 м
от отметки дна, чтобы не было попадания
в него донных наносов. Если около берегов
реки глубины достаточны, то устраивают
не русловые, а береговые водозаборы, в
которые вода поступает через глубинные
отверстия (рис.+++, б).

а)

б)

Рис. 16.7.
Схемы глубинного водозабора:

а
— трубчатого самотечного; б —
берегового

При значительных
колебаниях уровня воды в реке и высоких
малоустойчивых берегах водозаборы для
ирригации выполняют иногда плавучими
в виде насосной станции, смонтированной
на плавучем понтоне, который следует
за колебаниями уровня воды в реке.

Рис.
16.8.
Водозабор с пловучей насосной станцией

§ 60. Специальные водозаборные сооружения

При образовании в реке
глубинного льда или при высокой мут­ности
воды целесообразно забирать воду не
непосредственно из реки, а из искусственного
залива, так называемого ковша. Размеры
ковшей определяют из условия всплывания
глубинного льда или выпадения взвесей.
Проточную скорость в них принимают
равной 0,05—0,2 м/с. Ковши могут быть с
низовым входом (рис. II.17,
а) — устье по течению и с верховым входом
(рис. II.17,
б) — устье против течения. Ковши с низовым
входом питаются в основном придонны­ми
струями, а ковши с верховым входом —
поверхностными стру­ями. Поэтому ковш
первого типа целесообразно применять
при борьбе с глубинным льдом, а ковш
второго типа — для осветления воды.

Спаренные ковши (рис. II.17,
в) применяют для борьбы с глу­бинным
льдом и для осветления воды в разное
время года.

Ковши могут быть вырыты в береге реки
или вынесены в ее рус­ло. Во втором
случае ковш отгораживается дамбами.
Конструкция сооружений для забора воды
из ковшей не отличается от конструк­ции
обычных речных водозаборных сооружений.

Инфильтрационные водозаборные сооружения
представляют со­бой скважины, шахтные
колодцы или горизонтальные водозаборы,
располагаемые вдоль реки с песчаными
или песчано-гравелистыми берегами.
Такие водозаборы питаются речной водой,
фильтрую­щейся через толщу грунта
Инфильтрационные водозаборные соору­жения
целесообразно применять при необходимости
получения хо­рош осветленной воды и
на реках с интенсивным образованием
глу­бинного льда.

Для временных водопроводов устраивают
передвижные или пла­вучие водозаборы.
Передвижной водозабор представляет
собой на­сосную станцию легкого типа,
которая может передвигаться соот­ветственно
изменению уровня воды в реке по наклонному
рельсовому пути, уложенному на берегу.
При плавучих водозаборах насосные
агрегаты размещаются на плавучих
средствах: баржах, понтонах и т. п.
Достоинствами передвижных и плавучих
водозаборов явля­ются независимость
приема воды от колебания уровня воды в
реке и возможность быстрого их устройства.
Однако они обладают и су­щественными
недостатками, заключающимися в
необходимости иметь гибкие соединения
трубопроводов, а также в тяжелых усло­виях
эксплуатации зимой и в период паводков.

Для забора воды из водохранилищ можно
использовать водоза­борные сооружения
двух типов: 1) совмещенные с плотинами,
водо­спусками или водосбросами; 2)
отдельно стоящие. Водозаборные сооружения
на водохранилищах должны обеспечивать
возмож­ность забора воды с разных
глубин с учетом ее качества.

Рис. 11.17. Схемы
водоприемных ковшей

/ —
водозаборное сооружение; 2

дамба, 3

поверхностные токи; 4

донные токи

Разновидности станций

Русловые станции самотечного типа сооружают на берегу неглубокого водоема с небольшим пологим спуском и слабым грунтом. Их конструкция предусматривает приемный колодец, трубопровод со свободным течением, оголовок, защищенный решеткой. Полученная вода посредством системы насосов подается в напорный трубопровод для дальнейшего использования. Оголовки устраивают полностью погруженными, затопляемыми только при разливе, или поверхностными. Насосная станция работает вместе с водоприемником или устанавливается как самостоятельное устройство.

На крутых берегах водоемов предусматриваются водозаборные сооружения берегового типа, которые в конструкции не содержат оголовков и трубопроводов. Забор воды обеспечивается через отверстия, так как ее уровень позволяет это сделать при любых условиях. Береговой колодец устраивают на полметра выше самого высокого поднятия уровня воды, обязательно ставится насосная станция. Если этот показатель в реке значительно колеблется, тогда колодец имеет несколько раздельных секций в соответствии с числом линий всасывания. Верхние окна служат для сбора поверхностного слоя во время паводка, что дает возможность принимать чистую жидкость.

Специальный тип водозаборных станций применяется в случае потребности в большом объеме жидкости или если климат предполагает постоянную борьбу с ледовыми корками. В таких водозаборах устраивают искусственный ковш по типу канала. Его размеры определяются в зависимости от скорости всплывания глубинных оледенелых глыб. Ковши с низовым приемом ставят по течению устья для приема придонных течений и борьбы с глубинными льдинами. Ковши с верхним входом предназначаются для установки в устье против течения и служат для приема поверхностной осветленной жидкости. Такие типы водозаборных сооружений позволяют вкапывать ковши в береговую породу на глубину до 3,5 м или выносить их в речное русло, отделив дамбой.

При помощи сооружений для фильтрации и очистки получают хорошо осветленную жидкость в паводок или ледоход. Перед подачей в напорный трубопровод влага фильтруется через толстый слой гравийных и песчаных слоев, естественно расположенных на дне или берегах, только потом принимается шахтными, трубчатыми или горизонтальными приспособлениями.

Если требуется обеспечить временную поставку воды, строят плавучие или передвижные водозаборные сооружения. Для расположения передвижных станций на берегу водоема предусматривают рельсовые пути с наклоном, по которым они перемещаются в зависимости от уровня подъема воды. Плавучие сооружения устраивают на зафиксированных якорем баржах или понтонах. К недостаткам временных водозаборов относится то, что все трубопроводы изготавливают из гибких материалов, а это ведет к их преждевременной порче и неудобству использования в ледоходный период.

Для извлечения влаги из гравийных и песчаных грунтов верхнего безнапорного горизонтального слоя устраивают шахтные колодцы. Материалом для них служит бетон на металлическом каркасе. Вода поступает в приемники через отверстия в стенах и полу. Дно колодца оснащается обратным фильтрующим слоем, состоящим из песка толщиной до 0,6 м и нескольких слоев гравия общей толщиной до 0,15 м. Над поверхностью грунта колодец выступает на 0,8 м. Стены защищаются замком из глины толщиной до 0,5 м, который уходит под землю на 0,3-1,2 м. Обязательно устраивается примыкающая бетонная отмостка с уклоном от стен шириной 1-1,5 м.

Работа водозаборных сооружений в северных районах осложняется суровым зимним климатом, когда замерзают открытые водоемы. Сооружения используются только в период таяния льда. Северные местности характеризуются почти полным отсутствием подземных источников, редкие воды содержат большое количество минералов и для питья малопригодны. Поступление в зимний период влаги скудное, поэтому ее берут из слоев, расположенных под замерзшим грунтом. Для увеличения уровня воды в водоемах устраивают искусственные плотины и расширяют площадь водохранилищ, таким образом, способствуя регулируемой подпитке рек и озер из подземных незамерзающих источников.

Типы водозаборных сооружений

С учетом гидрогеологических особенностей местности и технических характеристик скважины классифицируются следующим образом:

  • Абиссинская скважина имеет глубину, колеблющуюся в пределах 10-12 метров. Это самые маленькие показатели среди всех разновидностей источников. Для обустройства не используется ствол и обсадная труба, достаточно «иглы» – трубы, диаметром 70 мм. Если слои почвы мягкие, нет необходимости в проведении бурильных работ, достаточно ее просто забить в землю. Процесс нельзя назвать трудоемким, он не отнимает много времени, сил и финансов. Ощутимый недостаток такого источника – сомнительное качество воды. Порой она вовсе непригодна для питья. Дебет составляет 0,5 кубометра/час, этого достаточно для дачного и садового дома с непостоянным проживанием. Срок службы достигает 10 лет, но чаще исчерпывается ресурс через 3-5 лет.
  • Скважина на песок. Глубина залегания подземных вод может достигать 30 метров. Состоит из колонны или обсадной трубы диаметром до 130 мм. Для бурения такого источника требуется специальное оборудование и инструменты. Бурение может отнять не один день, вложения также требуются немалые. Производительность или дебет источника достигает 1,5 кубометра/час. Приблизительная продолжительность эксплуатационного срока – 15 лет.
  • Артезианская скважина характеризуется большой глубиной, которая достигает 100 и более метров. Вода из такого источника считается самой качественной и чистой, поскольку в нее уже не проникают грунтовые воды. Диаметр обсадной колонны или трубы достигает 160 мм. Начальные показатели производительности – 3 кубометра/час, поэтому разводка воды одновременно может происходить на несколько кранов. Срок службы более 50 лет, но строительство и обустройство артезианской скважины требует больших финансовых вложений.

Каждый тип водозаборной скважины имеет свои особенности, ознакомившись с ними, подбирают подходящий вариант для приусадебного участка.

Нормативно-технические документы и этапы проектирования

Этапы лицензирования скважины

Если глубина водозаборного гидротехнического сооружения более 50 метров, требуется получение лицензии. Этими процессами занимаются специальные комиссии, которым нужно подать полный пакет документов. Как правило, это трудоемкий и длительный процесс. Получение сертификата может отнять от полугода до года.

Для оформления лицензии нужно действовать следующим образом:

На начальном этапе оформляют разрешение на проведение работ с целью обеспечения автономной системы водоснабжения

Важно четко следовать предписаниям, указанным в документе.
Обязательной регистрации подлежат проводимые работы по бурению и обустройству скважины.
После ознакомления с фондовым материалом домовладелец получает техническое задание на проведение работ.
На следующем этапе составляется проектная работа по поискам и исследованию содержимого недр.
Предварительно проект проходит геологическую экспертизу.
С соответствующими органами согласовывается проектная документация.
Приступают к выполнению работ, описанных в проекте.
Мастерами проводятся опытно-фильтрационные изыскания.
Проводят анализ запасов воды и ее качества. Дополнительно проводятся исследования на радиоактивность.
Проводится сбор информации о скважине: глубина и ее диаметр, динамический и статический уровень воды, дебет сооружения

Составляется отчет об оценке запасов водоносного горизонта.
Готовится проект санитарно-защитных зон.
Оформление санитарно-эпидемиологического заключения.

Очистительные сооружения

Определяют качество воды, исходя из таких показателей:

  • физических свойств, таких как мутность, наличие привкуса, цвет, запах, температура;
  • химических качеств, характеризующих способность к окислению, жесткость, активную реакцию, содержание минеральных веществ;
  • бактериологических свойств, которые показывают степень зараженности бактериями, попадающими в воду из близлежащих канализационных стоков, выпадающих осадков, испражнений животных.

Питьевая вода находится под пристальным вниманием. Требования к качеству жидкости для бытового использования стандартизированы и содержатся в ГОСТ Р51232 – 1998

В документе учтены требования к химическим, физическим и бактериальным показателям. Если чистота получаемой воды не соответствуют приведенным нормативным данным, то строят водозаборные очистные сооружения. Наиболее распространенными методами очистки признаны обеззараживание и осветление. Для осветления применяют фильтрацию и отстаивание несколькими этапами, в результате чего примеси оседают на дно. Бактерицидное облучение, нормированное хлорирование, озонирование используют для избавления от патогенных микроорганизмов.

Классификация водозаборных сооружений

По характеристикам источника водозаборы разделяют на подземные и поверхностные. Подземные источники водоснабжения, как правило, отличаются более стабильными характеристиками качества воды и относительной защищенностью от загрязнения с поверхности. Поверхностные источники водоснабжения отличаются высокой производительностью, но требуют постоянного надзора за соблюдением санитарно-технического состояния территории поверхностного источника: озера, реки.

Подземные источники водоснабжения 

На стадии строительства. Водозаборное сооружение подземных вод (две скважины вкессонах — круглых бочках), рядом со скважинами здание с насосными установками, учётным узлом, резервуаром чистой воды.

Подземные воды, согласно п.5.3. СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», водоприемные сооружения (чаще употребим: подземный источник водоснабжения) подразделяются на:

  • Водозаборные скважины (чаще употребим термин: артезианская скважина) для добычи артезианской воды;
  • Шахтные колодцы для добычи по большей части грунтовых вод;
  • Горизонтальные водозаборы, которые в свою очередь подразделяются на:
    • траншейные сооружения используются для сравнительно небольшого водопотребления при малой глубине залеганияподземных вод;
    • галерейные (собственно галереи и штольни), которые применяются для постоянного водоснабжения относительно крупных водопотребителей, сооружаемые при значительной глубине залегания водоносных горизонтов;
    • кяризы — примитивно устроенные водозаборные сооружения, применяемые для сельскохозяйственного водоснабжения и орошения небольших земельных участков в полупустынных районах с невыдержанным залеганием водоносных горизонтов;
  • Комбинированные водозаборы;
  • Лучевые водозаборы применяются для более полного захвата подземной воды — комбинация шахтного колодца с горизонтальными буровыми скважинами, заложенными в разные стороны водоносного пласта;
  • Каптажи родников;

Поверхностные источники водоснабжения 

Водозаборные сооружения поверхностных вод (две круглые башни) на берегу Волги в г. Кстово

Поверхностные источники для водоснабжения подразделяются на:

  • Речные — водоотбор из реки;
  • Водохранилищные — водоотбор из водохранилища;
  • Озерные — водоотбор из озера;
  • Морские — водоотбор из моря.

Для поверхностных источников выделяют, следующие виды водозаборных сооружений:

  • Береговые водозаборные сооружения применяются при относительно крутых берегах реки, представляет собой бетонный или железобетонный колодец большого диаметра, вынесенный передней стенкой в реку. Вода поступает в него через отверстия, защищенные решётками, а затем проходит через сетки, осуществляющие грубую механическую очистку воды.
  • Русловые водозаборные сооружения применяются обычно при пологом береге, имеют оголовок, вынесенный в русло реки. Конструкции оголовков весьма разнообразны. Из оголовка вода подаётся по самотёчным трубам к береговому колодцу; последний 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 подаётся по трубам (с подвижными стыками), уложенным на соединительном мостике.
  • Ковшовые водозаборные сооружения. Вода поступает из реки сначала в расположенный у берега ковш (искусственный залив), в конце которого размещается собственно В. с. Ковш используется для осаждения наносов, а также для борьбы с ледовыми помехами — шугой и глубинным льдом.

Требования к сооружениям водозабора

На водозаборах происходит не только забор воды из водоисточника, но и ее предварительная механическая очистка и подача под определенным давлением непосредственно потребителю или на головные очистные сооружения водопровода. Одним из основных требований, предъявляемых к водозаборным сооружениям, является бесперебойное снабжение водой соответствующего качества и в нужном количестве. Сооружения водозабора должны быть обеспечивать работу при затруднениях в заборе воды, обусловленных снижением глубины или расхода воды в речном русле; повышенным образованием внутриводного льда и шуги в потоке, наледеобразованием, регулированием стока на ГЭС, заторами или навалами льда.

Строительство водозаборных сооружений не должно приводить к нарушению водного режима в источнике при обеспечении гарантированного расхода воды в водостоке всеми водопользователями, расположенными ниже места водоотбора. При недостаточном остающемся расходе воды в открытом источнике ниже места водозабора необходимо регулирование естественного стока с устройством водохранилищ.

С целью обеспечения бесперебойной работы водозаборных сооружений их секционируют как минимум на две независимые секции. Такой подход обязателен для водоприемника, самотечных линий и береговых сеточных колодцев.

При отсутствии возможности отбора воды в заданном количестве с помощью одного водоприемного сооружения оборудуют комбинированные водозаборы, представленные двумя независимо работающими сооружениями, размещенными в местах с различными шуголедовыми или наносными условиями, либо одного сооружения с двумя разными типами приема воды.

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.

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.

Особенности забора воды из горных рек

Горные
реки широко используются для целей
водоснабжения. Малая загрязненность
воды в их верхнем течении сточными
водами дает им значительные преимущества
при использований в качестве источников
питьевого водоснабжения. Кроме того,
прием воды из горных рек иногда позволяет
подавать ее потребителям самотеком.

В
то же время особенности режима течения
горных рек создают часто значительные
трудности для забора из них воды. Большие
продольные уклоны верхних участков
горных рек обусловливают наличие в них
больших скоростей течения и относительно
малых глубин. Горные реки влекут большое
количество донных наносов, а также
взвешенных наносов. Реки эти довольно
часто обладают большой шугоносностью.

Все
эти особенности привели к необходимости
создания водоприемных сооружений,
специально приспособленных к работе
в указанных условиях.

В
большинстве случаев водоприемные
сооружения на горных реках должны
обеспечивать бесперебойное получение
воды в условиях малых глубин, большого
количества относительно крупных наносов
и значительной шугоносности. Вследствие
этого водоприем из горных рек весьма
часто сопровождается созданием
искусственного подпора и специальных
устройств, препятствующих вовлечению
наносов в водоприемник, а также осаждению
вовлеченных наносов

К
числу специфических для горных рек
типов водоприемных сооружений следует
отнести донные решетчатые
водоприемники.Конструкция такого
водоприемника позволяет обеспечить
прием воды при любых изменениях расхода
и любых глубинах. Он может быть
рекомендован для приема воды, содержащей
относительно крупные наносы.

Назначение и устройство водозаборной скважины

Устройство водозаборной скважины

Водозаборная скважина – это специальное гидротехническое сооружение, предназначенное для забора подземных вод из толщи водоносного слоя грунта. Представляет собой трубу с насосом, последний необходим для поддержания давления водяного столба.

Водозабор включает в себя такие части:

  • Колонна или обсадная труба – опускается в недра земли, ей может быть свойственен разный диаметр, длина и материал изготовления. Наиболее востребованные трубы – полиэтиленовые, бетонные и стальные.
  • Фильтр предназначен для очищения жидкости от примесей из грунта.
  • Водяной насос. Существует несколько видов оборудования и разные модификации. В зависимости от глубины скважины, ее диметра выбирают погружной или поверхностный насос, оснащенный электродвигателем. Необходим для транспортировки водяного столба из колодца к водопроводному крану в доме.
  • Ствол находится внутри обсадной трубы, по нему поднимается вода на поверхность.

В зависимости от этого показателя водозаборные скважины делятся на несколько видов.

Типы водозаборов и выбор места их размещения

Тип водозаборных сооружений определяется видом водоисточника и подразделяет их на поверхностные и подземные водозаборы . Конструктивно водозаборы для отбора поверхностных вод зависят от:

  • Вида водоисточника – водозаборы на водотоках (равнинные, предгорные и горные реки или каналы), и на водоемах (моря, озера, водохранилища);
  • Назначения – хозяйственно-питьевые, производственные, ирригационные, теплоэнергетическое водоснабжение;
  • Категории бесперебойности подачи воды;
  • Компоновки основных водозаборных сооружений – совмещенного типа (водоприемник с насосной станцией размещаются в одном сооружении) и раздельного;
  • Места расположения водоприемного устройства – береговые, русловые и выносные;
  • Схемы водозабора – береговой колодец и насосная станция с самотечными или сифонными линиями и водоприемниками в водоисточнике, с водоприемным ковшом, с открытым или огражденным подводящим каналом;
  • Способа поступления воды в водоприемник – с верхним, боковым или нижним приемом воды;
  • Условий приема воды водоприемником – поверхностный, глубинный и донный,
  • Положения водоприемника в водотоке или водоеме – незатопляемый, временно затопляемый и затопленный;
  • Материала водоприемника – бетонные, железобетонные, металлические, деревянные;
  • Особенностей водоприемника – вихревые, щелевые, раструбные, ряжевые, трубчатые, зонтичные;
  • Воздействия на экологию водоисточника – активные и пассивные;
  • Характера подвижности – стационарный, плавучий и фупикулерный;
  • Режима эксплуатации – постоянный и временный.

В случае необходимости увеличения у приемных отверстий глубин воды и регулирования ее отбора, устраивают приплотинные водоприемники, которые могут размещаться как в теле плотины, так и за ее пределами.

Забор подземных вод производится с помощью шахтных и трубчатых колодцев, скважин, горизонтальных и лучевых водозаборов, каптажей источников.

К каждому из них предъявляются определенные требования по набору и схеме необходимых сооружений и оборудования. Проектная документация обязательно должна содержать материалы с необходимыми гидравлическими и технологическими расчетами, сведениями о составе сооружений и их схемами, и пояснительной запиской, в которой содержатся сведения о местоположении водозабора, необходимости проведения мероприятий по защите водозаборных сооружений в процессе эксплуатации (касается речных водозаборов), организации санитарно-защитных и охранных зон.

Выбор типа водозаборного устройства зависит от гидрогеологических и гидрологических особенностей источника водоснабжения, а также от факторов местного характера:

  • условий, в которых будет проводиться забор воды;
  • общей водоносности выбранного источника;
  • гарантий надежности бесперебойной подачи воды;
  • величины суточного отбора и требований к качеству воды;
  • природных, строительных и эксплуатационных факторов.

Водозаборные сооружения должны отвечать строительным и санитарным нормам, быть прочными, устойчивыми, долговечными, простыми в исполнении и архитектурном оформлении.

Состоит водозабор из водоприемника, оборудования предварительной очистки воды и насосной станции I подъема. Выбор места размещения водоприемника зависит от назначения водозабора и самого источника водоснабжения, но он непременно должен проводится в соответствии со следующими требованиями:

  • Количество и качество отбираемой воды должны удовлетворять нужды водопотребителя;
  • Водозабор должен располагаться на наименьшем расстоянии от водопотребителяи гарантировать благоприятные санитарные условия, исключающие вероятность загрязнения источника бытовыми и производственными сточными водами;
  • Запланированное место размещения водоприемника должно обеспечивать наиболее экономичное и надежное техническое решение забора воды, учитывая затраты на создание санитарно-защитных зон на хозяйственно-питьевом водопроводе;
  • Топографические, гидрогеологические, геологические и гидрологические условия должны быть подходящими для строительства и эксплуатации сооружений в течение расчетного периода;
  • Строительство водозабора должно быть согласовано с остальными видами водопользования в регионе (лесосплав, орошение, судоходство, рыбоводство).
  • Для водозаборов хозяйственно-питьевых водопроводов при выборе места расположения основным требованием служит качество воды в источнике.

Эксплуатационные требования

Во всех без исключения системах водоснабжения должны быть предусмотрены мероприятия по предупреждению механического, биологического и минералогического загрязнения воды, поступающей в поверхностный водозабор, и при последующей ее транспортировке по каналам и водоводам. При сложных шуголедовых явлениях в источнике водоснабжения оборудуют электрообогрев решеток, подведение к водоприемникам теплой воды или сжатого воздуха, импульсную промывку в сочетании с обратной промывкой, покрытие металлических элементов кассет гидрофобным материалом. При отборе воды из водоисточников с рыбохозяйственным значением предусматривают устройство рыбозащитных заграждений.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий