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 та очищення морської води у відповідності з економічними і технічними обґрунтуваннями.

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

Різновиди станцій

Руслові 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 сіткою. Отримана вода допомогою системи насосів подається в напірний трубопровід для подальшого використання. Оголовки влаштовують повністю зануреними, затопляемыми 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 при будь-яких умовах. Береговий колодязь влаштовують на півметра вище самого високого підняття рівня води, обов'язково ставиться насосна станція. Якщо цей показник в річці значно коливається, тоді колодязь має кілька окремих секцій у відповідності з числом ліній всмоктування. Верхні вікна служать для збору поверхневого шару під час паводку, що дає можливість приймати чисту рідину.

Більше:

Витратний метод ціноутворення. Плюси і мінуси

сьогодні здаються стародавніми радянські часи формування ціни було досить простою справою, що вимагає від економістів лише знання основ математики. При відсутності конкуренції показник ціни не грала тієї ролі, яку він грає зараз. Якщо раніше до ціни ...

Системний підхід в менеджменті

Системний підхід в менеджменті являє собою спосіб мислення по відношенню до управління і організації. Його не можна плутати з набором різних принципів дії для управлінського апарату. Вперше застосування цього інструменту управління відзначено в кінці...

підприємницька діяльність. її сутність та основні функції

Підприємницька діяльність громадянина – це здійснювана на свій страх і ризик самостійна діяльність, метою якої є систематичне отримання прибутку за рахунок продажу робіт, товарів, послуг, використання майна. При цьому громадянин, який здійснює ...

Спеціальний тип водозабірних станцій застосовується у разі потреби у великому об'ємі рідини або якщо клімат передбачає постійну боротьбу з льодовими кірками. У таких водозаборах влаштовують штучний ківш за типом каналу. Його розміри визначаються в залежності від швидкості спливання глибинних оледенелых брил. Ковші з низовим прийомом ставлять за течією від 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 осветленную рідина в паводок або льодохід. Перед подачею в напірний трубопровід волога фільтрується через товстий шар гравійних і піщаних шарів, природно розташованих на дні або на 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 рейкові шляхи з нахилом, за якими вони переміщуються в залежності від рівня підйому води. Плавучі споруди влаштовують на зафіксованих якорем баржах чи 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 ледоходный період.

Для вилучення вологи з гравійних і піщаних ґрунтів верхнього безнапірного горизонтального шару влаштовують шахтні колодязі. Матеріалом для них служить бетон на металевому каркасі. Вода надходить в приймачі через отвори у стінах та підлозі. Дно колодязя оснащується зворотним фільтруючим 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 бетонними вимощеннями з ухилом від стін шириною 1-1,5 м.

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

Види джерел

Забір води для використання у містах і селах здійснюється з поверхневих і підземних шарів. Водоносні шари в товщі грунту бувають напірними і безнапорными. Горизонтальні шари біля поверхні або в товщі річок, озер ґрунтовими називаються. Ґрунтові водихарактеризуються 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. В 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 від поверхні грунту, то волога виливається з колодязя, який носить назву артезіанського.

Напірні й безнапірні води, що просочуються на поверхню грунту, утворюють низхідні і висхідні ключі, що постачають воду високої якості, яка використовується для питних цілей без застосування дорогих систем очищення. Якісні показники джерела, такі як потужність, глибина залягання, насиченість мінералами, які 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 ґрунтується на прогнозах властивостей рідини вибраного джерела, необхідності 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, зважаючи малої висоти підйому води поєднують водозабори з насосними комплексами. Водоприймачів роздільного типу будують при необхідної малої продуктивності і достатній глибині водоймища. Якщо коливання поверхні води - менше 6 м, глибина невелика, тоді використовують русловий тип водозабору з насосною станцією в конструкції берегового приймача.

Гідравлічний розрахунок

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

Роблять аксонометричну 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, які 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, випадаючих опадів, 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 хімічним, фізичним і бактеріологічних показників. Якщо чистота одержуваної води не відповідають наведеним нормативним даним, то будують очисні споруди водозабірні. Найбільш поширеними методами очищення визнані знезараження і освітлення. Для освітлення застосовують фільтрацію і відстоювання кількома етапами, в результаті чого домішки осідають на дно. Бактерицидне 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 та потужність шару. Споруди поділяються на чотири види:

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

Водозабірні споруди підземних вод у вигляді свердловин або трубчастих колодязів застосовують для вилучення рідини з пласта на глибині понад 10 м. Будівництво полягає у бурінні свердловини і зміцненні стінок обсадними трубами. Поступово з набором глибини зменшується діаметр труб. У нижню частину отвори 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 нагору за допомогою насосів.

Споруди за типом 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. В нижній частині стін і дні колодязя передбачають отвори для природного надходження рідини. На дні роблять фільтруючий шар з піску і щебеню. При збільшеної потреби у воді організовують кілька шахтних колодязів, з'єднаних між собою сифонами з водосборником, 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 із стандартних залізобетонних або керамічних елементів з отворами або щілинами на бічних поверхнях. Найпростіші горизонтальні типи роблять з прорідженою цегляної або бутової кладки, для профілактичного обслуговування призначені оглядові камери через кожні 100 м.

Капотажные 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 капотажные 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 розташовують 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 за суміщеного принципом двох і більше видів, це визначається характеристиками водойми та 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. В якості матеріалу труб застосовують екологічно чисті компоненти, вибрані за умовами Госту. Між забірної станцією і напірним водопроводом рідина проходить по очисним спорудам, відстоюється в резервуарах і з допомогою регулюючих пристроїв направляється до споживача. Діаметр труб головній магістралі приймається за даними гідравлічного розрахунку, а відгалужені діаметри застосовуються з урахуванням пожежного пропускається витрати рідини.

Пристрою для підйому води

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

Резервуари і водонапірні башти

Для досягнення тиску в мережі водопроводу 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.

В 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 утеплюючий кожух, а в південних робиться тільки покриття над баком.

Резервуари для зберігання води ставлять в різних місцях водопровідної системи, вони служать для зберігання запасів рідини. Об'єм баків залежить від їх призначення і потреби в насиченні водою напірної системи споживачів. Матеріалом для споруд служить обпалену цеглу, 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 та обслуговування. Іноді пропускна здатність водопроводу зменшується через відкладення в трубах засмічень і нашарувань. Його прочищення проводиться періодично, у легких випадках достатньо промивання зворотним або прямим струмом води. При більш складних випадках використовують скребки або йоржі.

Отримуватипошкоджений трубопровід на поверхню – робота клопітка і дорога. Тому для очищення сконструйовано спеціальний прилад, переміщається всередині труби. Пристрій пересувається, а обертові жорсткі щітки видаляють нашарування на стінках. Для очищення трубопроводу, з якого видалена рідина, роблять грузила, 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. Не надто складні пошкодження ремонтують за допомогою підводного зварювання.

У висновку слід зазначити, що пристрій водозабірних споруд вимагає спеціальних знань, що дозволяють визначити тип споруд, вибрати місце і расстановить 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.