Водозабірні споруди з підземних джерел

Для прийому води з поверхневих джерел і глибинних шарів влаштовуються водозабірні споруди. Їх розташовують на берегах водоймищ, річок, озер. Для промислових цілей використовуються споруди на берегах морів з подальшою подачею в напірний трубопровід. Якщо в приморських районах відсутня прісна вода, то застосовують систему опріснення і очищення морської води відповідно до економічних і технічними обгрунтуваннями.

Для вилучення води з підземних течій влаштовують споруди глибинного типу із застосуванням насосної системи. Берегові споруди при коливанні рівня води у водоймі будують на штучно створених підставах, палях, фундаменті для захисту станції від льодоходу та плаваючих предметів. За способом розташування водозабірні споруди бувають береговими, спеціальними і самопливними (русловими).

різновиди станцій

Відео: Водозабірний вузол (ВЗУ)

Русловий станції самопливного типу споруджують на березі неглибокого водойми з невеликим пологим спуском і слабким грунтом. Їх конструкція передбачає приймальний колодязь, трубопровід з вільним плином, оголовок, захищений гратами. Отримана вода за допомогою системи насосів подається в напірний трубопровід для подальшого використання. Оголовки влаштовують повністю зануреними, затоплювані тільки при розливі, або поверхневими. Насосна станція працює разом з водоприймачем або встановлюється як самостійний пристрій.

На крутих берегах водойм передбачаються водозабірні споруди берегового типу, які в конструкції не містять оголовків і трубопроводів. Забір води забезпечується через отвори, так як її рівень дозволяє це зробити за будь-яких умовах. Береговий колодязь влаштовують на півметра вище найвищого підняття рівня води, обов`язково ставиться насосна станція. Якщо цей показник в річці значно коливається, тоді колодязь має кілька роздільних секцій відповідно до числа ліній всмоктування. Верхні вікна служать для збору поверхневого шару під час паводку, що дає можливість приймати чисту рідину.

Спеціальний тип водозабірних станцій застосовується в разі потреби у великому об`ємі рідини або якщо клімат передбачає постійну боротьбу з льодовими корками. У таких водозаборах влаштовують штучний ківш по типу каналу. Його розміри визначаються в залежності від швидкості спливання глибинних захолонуло брил. Ковші з низовим прийомом ставлять за течією гирла для прийому придонних течій і боротьби з глибинними крижинами. Ковші з верхнім входом призначаються для установки в гирлі проти течії і служать для прийому поверхневої освітленої рідини. Такі типи водозабірних споруд дозволяють вкопувати ковші в берегову породу на глибину до 3,5 м або виносити їх в річкове русло, відокремивши дамбою.

За допомогою споруд для фільтрації та очищення отримують добре освітлену рідину в паводок або льодохід. Перед подачею в напірний трубопровід волога фільтрується через товстий шар гравійних і піщаних шарів, природно розташованих на дні або берегах, тільки потім приймається шахтними, трубчастими або горизонтальними пристосуваннями.

Якщо потрібно забезпечити тимчасову поставку води, будують плавучі або пересувні водозабірні споруди. Для розташування пересувних станцій на березі водойми передбачають колії з нахилом, за якими вони переміщуються в залежності від рівня підйому води. Плавучі споруди влаштовують на зафіксованих якорем баржах або понтонах. До недоліків тимчасових водозаборів відноситься те, що всі трубопроводи виготовляють з гнучких матеріалів, а це веде до їх передчасного псування і незручності використання в Льодохідна період.

Для вилучення вологи з гравійних і піщаних грунтів верхнього безнапірного горизонтального шару влаштовують шахтні колодязі. Матеріалом для них служить бетон на металевому каркасі. Вода надходить в приймачі через отвори в стінах і підлозі. Дно колодязя оснащується зворотним фільтрує шаром, що складається з піску товщиною до 0,6 м і кількох шарів гравію загальною товщиною до 0,15 м. Над поверхнею грунту колодязь виступає на 0,8 м. Стіни захищаються замком з глини товщиною до 0,5 м , який йде під землю на 0,3-1,2 м. Обов`язково влаштовується примикає бетонне вимощення з ухилом від стін шириною 1-1,5 м.

Робота водозабірних споруд в північних районах ускладнюється суворим зимовим кліматом, коли замерзають відкриті водойми. Споруди використовуються тільки в період танення льоду. Північні території характеризуються майже повною відсутністю підземних джерел, рідкісні води містять велику кількість мінералів і для пиття малопридатні. Надходження в зимовий період вологи убоге, тому її беруть з шарів, розташованих під замерзлим грунтом. Для збільшення рівня води в водоймах влаштовують штучні греблі і розширюють площу водосховищ, таким чином, сприяючи регульованою підживлення річок і озер з підземних незамерзающих джерел.

види джерел

Забір води для використання в містах і селах здійснюється з поверхневих і підземних шарів. Водоносні шари в товщі грунту бувають напірними і безнапірними. Горизонтальні шари у поверхні або в товщі річок, озер називаються грунтовими. Грунтові води характеризуються підвищеним забрудненням і перед надходженням в напірний водопровід обов`язково піддаються очищенню.

Напірні води повністю заповнюють горизонтальні пласти, розташовуються нижче сусідніх водойм або служать для їх підживлення. Артезіанські джерела мають цінні чисті води, для їх вилучення влаштовують такі типи водозабірних споруд, які в конструкції не містять очисних пристосувань. У колодязі для прийому води з напірного горизонтального шару існує умовна лінія підйому рідини, що збігається з рівнем поверхні найближчого водоймища. Якщо така лінія проходить вище поверхні грунту, то волога виливається з колодязя, який носить назву артезіанського.

Напірні і безнапірні води, що просочуються на поверхню грунту, утворюють спадні і висхідні ключі, які постачають воду високої якості, яка використовується для питних цілей без застосування дорогих систем очистки. Якісні показники джерела, такі як потужність, глибина залягання, насиченість мінералами, використовують для вибору типу будови водозабірної станції. При цьому враховують техніко-економічні міркування і потреба в певному типі рідини (для промислових, питних, господарських потреб).

Умови вибору місця розташування

Будівництво водозабірних споруд грунтується на прогнозах властивостей рідини з обраного джерела, необхідність переобладнання берегової зони, переформування русла річки або іншої водойми і гідротехнічних умов роботи. При зміні рівня води більше 6 м і крутому схилі берега, достатньому для нормального надходження води, будують суміщені берегові споруди.

Якщо планується середня продуктивність, з огляду на малу висоту підйому води поєднують водозабори з насосними комплексами. Водоприймачі роздільного типу будують при необхідної малої продуктивності і великій глибині водоймища. Якщо коливання поверхні води - менше 6 м, глибина невелика, тоді використовують русловий тип водозабору з насосною станцією в конструкції берегового приймача.

Відео: Зони санітарної охорони водозаборів

гідравлічний розрахунок

Для визначення оптимальних параметрів трубопроводу застосовується гідравлічний розрахунок. Беруть до уваги пропускну здатність труб і інших елементів за весь розрахунковий термін дії. Витрата води визначають як потреба в ній під час максимального розбору підключеними споживачами. Виходячи з цих даних вираховують діаметри труб, необхідних для економічно вигідного пропуску заданої маси з найменшими втратами.

Роблять аксонометрическую схему з вказівкою напрямку від введення до приєднаного водоразборного вузла, вибираючи розташування з найменшим числом поворотів. Розраховуються довжини ділянок від однієї вузлової точки до іншої, беручи до уваги кількість точок розбору рідини. Діаметр труб змінюється на іншій ділянці, в межах однієї ділянки труби передбачають одного розміру. Будівництво водозабірних споруд виконують після повного гідравлічного розрахунку.

Очисні споруди

Визначають якість води, виходячи з таких показників:

• фізичних властивостей, таких як каламутність, наявність присмаку, колір, запах, температура;
• хімічних якостей, що характеризують здатність до окислення, жорсткість, активну реакцію, вміст мінеральних речовин;
• бактеріологічних властивостей, які показують ступінь зараженості бактеріями, які потрапляють у воду з прилеглих каналізаційних стоків, що випадають, випорожнень тварин.

Питна вода знаходиться під пильною увагою. Вимоги до якості рідини для побутового використання стандартизовані і містяться в ГОСТ Р51232 - 1998. У документі враховані вимоги до хімічних, фізичних і бактерійними показниками. Якщо чистота одержуваної води не відповідають наведеним нормативним даним, то будують водозабірні очисні споруди. Найбільш поширеними методами очищення визнані знезараження і освітлення. Для освітлення застосовують фільтрацію і відстоювання декількома етапами, в результаті чого домішки осідають на дно. Бактерицидну опромінення, нормоване хлорування, озонування використовують для позбавлення від патогенних мікроорганізмів.

Отримання води з підземних джерел

На вибір водозабірної станції для прийому рідини з підземних шарів впливають глибина розташування і потужність шару. Споруди діляться на чотири види:

• свердловини водозабору;
• шахтні колодязі;
• водозабори горизонтального дії;
• капотажние пристрою.

Водозабірні споруди підземних вод у вигляді свердловин або трубчастих колодязів застосовують для вилучення рідини з пласта на глибині понад 10 м. Будівництво полягає в бурінні свердловини і зміцненні стінок обсадними трубами. Поступово з набором глибини зменшується діаметр труб. У нижню частину отвору встановлюється фільтр, а на поверхні, над свердловиною, будують оглядову камеру. Якщо напір водоносного шару досить сильний, вода піднімається на поверхню під тиском, в іншому випадку волога подається вгору за допомогою насосів.

Відео: Водозабір змінює труби

Споруди по типу шахтних колодязів служать для прийому води з глибини понад 30 м. Стінки колодязя - бетонні, цегляні або дерев`яні, часто використовують готові уніфіковані елементи, послідовно встановлюються один на інший. У нижній частині стін і дні колодязя передбачають отвори для природного надходження рідини. На дні роблять фільтруючий шар з піску і щебеню. При збільшеною потреби у воді організують кілька шахтних колодязів, з`єднаних між собою сифонами з водозбірником, звідки насосами волога подається у водопровід.

Підземні водозабірні споруди горизонтального дії служать для збору вологи на невеликій глибині. Їх виконують на глибині до 8 м зі стандартних залізобетонних або керамічних елементів з отворами або щілинами в бічних поверхнях. Найпростіші горизонтальні типи роблять з прорідженої цегляної або бутового мурування, для профілактичного обслуговування призначені оглядові камери через кожні 100 м.

Капотажние камери служать для забору води з ключів. Вони являють собою найпростіші шахтні колодязі, що влаштовуються над місцем появи води на поверхні. Для отримання рідини з низхідних ключових джерел роблять капотажние камери для збору вологи через вертикальні стінки за типом горизонтального водозабору.

Збір води з джерел на поверхні

При такому способі водозабору здійснюються заходи щодо безперебійного отримання вологи протягом року. Для цього спорудження розташовують ближче до споживача на стійкому, найменш забрудненому місці берега, будують вище промислових заводів і ділянок каналізації. Водозабірні споруди з поверхневих джерел влаштовують з урахуванням можливого повороту русла річки з часом. Елементи системи мають у своєму розпорядженні так, щоб після утворення крижаного покриву взимку до верху споруди залишалося не менше 0,3 м, а низ водоприймача не доходив до дна річки на 1 м.

Водозабірні споруди часто будують по суміщеному принципом двох і більше видів, це визначається характеристиками водойми і необхідним обсягом споживання. Перед початком експлуатації система проходить технічне випробування. Поверхневі водозабірні споруди переїзд запуском промивають водою зі швидкістю 1 м / с. Побутові водопроводи хлорують для дезінфекції.

Пристрій зовнішніх водопровідних мереж

Зовнішня система включає в себе головні магістралі і другорядні відгалужені лінії. Як матеріал труб застосовують екологічно чисті компоненти, обрані за умовами ГОСТу. Між забірної станцією і напірним водопроводом рідина проходить по очисним спорудам, відстоюється в резервуарах і за допомогою регулюючих пристроїв прямує до споживача. Діаметр труб головної магістралі приймається за даними гідравлічного розрахунку, а відгалужені діаметри застосовуються з урахуванням пожежного пропускається витрати рідини.

Пристрої для підйому води

Насосні комплекси ставлять в ланцюзі руху води для перетворення енергії двигуна в гідравлічну енергію передається рідини. За допомогою цих пристроїв вологу піднімають на потрібну висоту, подають на великі відстані і змушують перетікати в замкнутій системі водопроводу, що і має на увазі експлуатація водозабірних споруд. Вибір насосів для комплексного обслуговування водозабірних споруд здійснюється в залежності від типу двигуна, потужності, напору, коефіцієнта корисної дії і інших показників. Найбільш поширеними в застосуванні є відцентрові насоси, які мають досить переваг перед іншими типами.

Резервуари і водонапірні башти

Для досягнення тиску в водопровідній мережі і для підняття рідини на висотні поверхи служать водонапірні башти, які працюють за фізичним принципом сполучених посудин. Резервуар бака в башті розраховується на обсяг води, який регулює подачу рідини споживачам протягом певного часу, якщо вийдуть з ладу водозабірні споруди з підземних джерел.

У баку водонапірної башти зберігається запас води, необхідний для екстреного пожежогасіння протягом 10 хвилин після займання. Водонапірна вежа в конструкції містить бак, підтримуючу основу, виконану на висоту найвищої будівлі в населеному пункті. У північних районах влаштовується утеплює кожух, а в південних робиться тільки покриття над баком.

Резервуари для зберігання води ставлять в різних місцях водопровідної системи, служать вони для зберігання запасів рідини. Ємність баку залежить від їх призначення і потреби в насиченні водою напірної системи споживачів. Матеріалом для споруд служить обпалена цегла, різні види природного каменю і залізобетон. За формою розрізняють круглі і прямокутні резервуари. Перекриття виконується монолітним або збірним способом.

Ремонт підземних і підводних трубопроводів

Пристрій водозабірних споруд з протяжним трубопроводом після деякого періоду експлуатації вимагає періодичного ремонту і обслуговування. Іноді пропускна здатність водопроводу зменшується через відкладення в трубах засмічень і нашарувань. Його прочищення проводиться періодично, в легких випадках досить промивання зворотним або прямим струмом води. При більш складних випадках використовують скребки або йоржі.

Витягувати пошкоджений трубопровід на поверхню - робота клопітна і дорога. Тому для очищення сконструйований спеціальний прилад, що переміщається всередині труби. Пристрій пересувається, а обертові жорсткі щітки видаляють нашарування на стінках. Для очищення трубопроводу, з якого вилучено рідину, роблять грузила, що не дають конструкції з труб спливати на поверхню.

Для видалення складних розривів або пробоїн в трубах їх піднімають на поверхню, а після заміни зіпсованого ділянки повторно опускають на дно. Чи не занадто складні пошкодження ремонтують за допомогою підводного зварювання.

Відео: Тунгуський водозабір. Ранок з губерній. Gubernia TV

У висновку слід зазначити, що пристрій водозабірних споруд вимагає спеціальних знань, що дозволяють визначити тип споруд, вибрати місце і расстановіть конструктивні вузли. Але так як сучасні споживачі не бачать свого існування без живильної вологи, то з часом з`являються нові конструктивні рішення та ідеї для вилучення води з надр планети.