Водозаборные сооружения. Водозаборы из поверхностных и подземных источников. Рыбозащитные устройства.

Источниками водоснабжения могут быть поверхностных и подземных воды.

Может быть установлена следующая классификация подземных вод.

I. Воды зоны аэрации,к ним которым относится воды почвенного слоя и верховодка, питаемые атмосферными осадками и задерживающиеся на непроницаемых для воды водоупорных слоях. Эти воды имеют неустойчивый дебит и подвержены загрязнению, почему в водоснабжении их обычно не используют.

II. Безнапорные грунтовые воды,связанные с поверхностными водами рек, озер, морей. Эти воды пополняются атмосферными осадками в некотором отдалении от места их забора. (рис.) грунтовые воды могут служить для хозяйственно – питьевого водоснабжения, но обычно обладают дебитом и подвержены загрязнению, поэтому требуется особое внимание к организации зоны санитарной охраны.

Для получения безнапорных грунтовых вод обычно применяют шахтные колодцы каменные, бетонные, железобетонные и деревянные, в которые вода поступает через дно и стенки. Вода устанавливается в них на том же уровне, что и в водоносном слое (рис. б)

В последнее время за рубежом стали применять лучевые водозаборы из шахтных колодцев, обеспечивающие большой дебит, т.к. вода поступает через примыкающие к колодцу лучи, выполненные из дырчатых труб. Для получения воды из неглубоко залегающего (5 – 7м) слоя небольшой мощности (2 – 4 м) строят горизонтальные водосборы из труб бетонных, каменных или керамиковых с отверстиями в боковой поверхности, пересекающих грунтовый поток в направлении, перпендикулярном его течению (рис. б). горизонтальные водосборы оканчиваются колодцами, из которых засасывается вода.

III. напорные межпластовые(артезианские) воды имеют напорную поверхность, т.к. протекают в напорных слоях, ограниченных сверху и снизу водонепроницаемыми слоями (рис. в) имя отдельную область питания. Такие межпластовые воды находятся под напором и в случаев удовлетворяют санитарным требованиям.

При откачке воды из шахтового колодца первоначальный (статистический) уровень воды А-А (рис в) понизится и займет положение, отвечающее динамическому уровню Б-Б. величина понижения зависит от интенсивности откачки, крупности частиц водоносного пласта, конструкции фильтра колодца. Одновременно понижается и уровень грунтовых вод вокруг колодца, образуя лишенную воды воронку депрессии (заштрихована на чертеже). Сечение этой поверхности вертикальной плоскостью, проходящей через ось колодца, дает кривую депрессии.

Радиусом депрессии или радиусом влияния называется расстояние от оси колодца до линии касания кривой депрессии и первоначального статистического уровня.

Метод подъема воды из скважины зависит от высоты расположения динамического уровняводы в ней. В практике могут встречаться следующие случаи:

1. если скважина самоизливающаяся, т.е. вода в ней поднимается выше поверхности земли, вода может быть подана непосредственно в сеть или резервуар без насосов.

2. если глубина динамического уровня в скважине не превосходит 9м, практикуют откачку воды центробежным горизонтальным насосом, расположенным в заглубленной шахте. При этом должна быть уверенность в том, что динамический уровень не упадет ниже допустимой высоты всасывания насоса с учетом потерь напора в трубах и местных сопротивлений.

3. если динамический уровень воды в скважине расположен ниже 9м, применяют глубинные водоподъемники.

Выходы подземных вод на поверхность земли (ключи) могут быть использованы в целях водоснабжения при условии возведения каптажных сооружений, обеспечивающих накопления наружных запасов воды и защищенных от загрязнения. Ключи подразделяются на восходящие, при сравнительно плоском рельефе места выхода напорной воды, и нисходящие (выход безнапорной воды). Соответственно проектируются и каптажные сооружения: опускные колодцы для восходящего ключа (рис. г) и каптажи нисходящего ключа. Конструкции камер в зависимости от способа каптажа и количества каптируемой воды могут быть разнообразны.

Рис. г)

К поверхностным источникам водоснабжения относится реки, озера, водохранилища, моря. При использовании рек в качестве источника водоснабжения для хозяйственно – питьевых целей необходимо речную воду очищать. Обычно речная вода обладает меньшей жесткостью по сравнению с водой подземной.

Водохранилище образуется при помощи плотины, преграждающей русло реки и задерживающей воду в поводья и повадки. При решении вопроса о приеме воды из реки особое значение приобретает выбор места для водоприемника. При этом следует руководствоваться следующими правилами:

1. необходимо учитывать режим рассматриваемого участка реки, условия ледохода и ледостава, толщину ледяного покрова, время начала и окончания ледохода, наличие глубинного льда и шуги (внутриводного льда);

(шуга представляет собой скопление рыхлого льда, а также всплывающие на поверхность слои глубинного льда)

(глубинный лед образуется в осенние месяцы в течение периода, когда температура воздуха падает ниже 0^о, а ледяной покров ещё не образовался).

В случае интенсивного образования глубинного льда и шуги и большого количество насосов устраивают в реке затоны (ковши) посредством дамбы (рис. а). В ковшах из-за быстрого появления ледяного покрова прекращается образование глубинного льда и вследствие замедленного движения воды оседают влекомые потоком насосы, впоследствии удаляемые. Из ковшей непосредственно производится прием воды.

2. в месте устройства водоприемника берега должны быть устойчивы или укреплены; должны быть учтены топографические, гидрогеологические и геологические условия.

3. прием воды для хозяйственно – питьевых нужд должен производиться выше возможных мест ее загрязнения: мест выпуска сточных вод, впадения ручьев и др.

4. выбирать место приема воды так, чтобы длина напорных водоводов была наименьшей, однако при этом должны соблюдаться санитарные требования.

5. на криволинейных участках реки водоприемник следует располагать по возможности у вогнутого берега (рис. б) где скорость движения воды и глубина реки больше. Однако этот берег является размываемым, поэтому могут потребоваться берегоукрепительные работы. Должны быть учтены условия не только образования, но и движения льда.

6. для устройства водоприемника необходима достаточная глубина воды, обычно с учетом толщины льда она должна быть не менее 2м;

7. при устройстве водозабора не следует забывать об организации зоны санитарной охраны.

8. места устройства водоприемника и проект водоприемных сооружений должны быть согласованы с органами санитарно – эпидемиологической службы, если водопровод должен подавать воду для хозяйственно – питьевых нужд. Если река судоходна, требуется согласование с органами управления речным транспортом. Применяют следующие основные типы водоприемных сооружений:

А) водоприемники русловые с самотечными трубопроводом, оканчивающимся береговым колодцем, из которого непосредственно происходит откачка воды (рис. в 1.)

Б) береговые водоприемники, устраиваемые на крупных берегах, в зависимости от топографических и геологических условий строят раздельными или совмещенными с насосной станцией (рис. в 2.). Совмещенные водоприемники предпочтительней, как более компактные, и поэтому более дешевые.

В) водоприемники инфильтрационного типа располагаются обычно у берега реки. Они строятся для приема речной воды, прошедшей слои грунта, и применимы для получения воды, идущей на хозяйственно – питьевые нужды, особенно в шугоносных реках. В некоторых случаях требуется частичная или полная очистка воды.

Г) водоприемники островного типа – криб- для приема воды из озер и водохранилищ. Водоприемник, расположенный в достаточном отдалении от берега, приминает чистую воду. Стоимость криба значительно выше стоимости водоприемника другого типа. Морская вода и вода соленых озер может служить для питьевых целей при условии ее опреснения. Необработанная морская вода может быть употреблена для бальнеологических целей, охлаждения агрегатов. Однако применение соленасыщенных вод ограничения из-за дороговизны устройства обессолевания и изменения ее количества.

Конструкция водонапорных сетей. (Лекция № 6-7)

Требование к сетевым узлам, элементам и компонентам систем водоснабжения. Материалы и соединения труб. арматура, устройства и оборудования водопроводных систем. Проектирование, строительство и эксплуатация станции очистки воды. Технологические и высотные схемы очистных сооружений. Компоновка узлов очистных сооружений.

Вводом внутреннего водопровода называется ответвление от городской водопроводной сети до водомерного узла. Вводы водопровода выполняются из стойких к коррозии материалов.

Кольцевые сети внутреннего водопровода должны быть присоединены к наружной кольцевой сети тоже не менее чем двумя вводами.

При устройстве двух вводов и более их следует присоединять к различным участкам наружной кольцевой сети. В случае отбора воды из одного участка городской сети вводы, должны быть разделены задвижкой. (рис.)

Трубопроводы вода укладывают с уклоном в сторону городской сети, достаточным для опорожнения (i = 0,003 – 0,005).

На вводах в местах поворотов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, предусматривается установка упоров, если возникающие усилия не воспринимается соединениями труб.

При пересечении вводами стен подвалов или технических подполий следует предохранять: а) трубопроводы от возможной садки здания; б) помещения подвала от проникновения атмосферных осадков и грунтовых вод.

Комфортные условия водопользования нельзя обеспечить неограниченным увеличением подачи воды. Решить сложную задачу можно лишь с помощью экономии и рационального использования воды.

Прежде всего, должен быть установлен строгий учет потребления воды. Для этой цели используют водомеры.

Подразумевается два вида измерителей расхода воды: расходомеры и водосчетчики. Расходомеры измеряют значение мгновенного расхода, а водосчетчики являются измерителями, суммирующими всю воду, прошедшую через них с разной скоростью за промежуток времени между двумя отсчетами.

В зависимости от конструкции рабочего органа различают две группы счетчиков турбинные и крыльчатые.

Действие скоростных водосчетчиков основано на измерении числа оборотов крыльчатки или турбинки, приводимых в движение струей протекающей через счетчик воды. Число оборотов крыльчатки или турбинки пропорционально количеству протекающей воды, ось крыльчатки или турбинки с помощью передаточного механизма соединена с редуктором и счетным механизмом, который передает значение количества воды на циферблаты.