Для просмотра сайта используйте Internet Explorer
|
|
2. ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИЕ
Водозаборы предназначены для забора из источника расчетного расхода воды и подачи её потребителю, а также для защиты системы водоснабжения от попадания в нее с водой сора, водорослей, наносов, льда и т.п. По способу забора они подразделяются на сооружения для забора поверхностных и подземных вод.
2.1.Сооружения для забора поверхностных вод
Комплекс сооружений, служащих для забора воды из источника, называется водозабором. В зависимости от источника водо-снабжения различают водозаборные сооружения:
а) береговые;
б) русловые;
в) водохранилищные;
г) озерные;
д) морские.
По степени стационарности водозаборы подразделяются на стационарные и нестационарные (плавучие, передвижные). По назначению подразделяются на технические и хозяйственно-питьевые. По длительности эксплуатации – на постоянные и временные. По технологическим и конструктивным особенностям – на ковшовые, приплотинные, совмещённые и т.п. По месту расположения водоприёмника – на береговые и русловые. По требуемой категории надёжности подачи воды – в соответствии с указаниями СНиП II-31-74. По производительности – на мелкие (менее 1 м3/сек), средние (от 1 до 6 м3/сек) и большие (более 6 м3/сек).
Источник водоснабжения и его выбор зависит от местных природных условий. Промышленные предприятия обычно использует поверхностные воды.
Для надежного выбора источника водоснабжения и устройства водозаборного сооружения необходимо учитывать следующие особенности данного водоема:
А) обеспеченность расходов и уровней;
Б) характер наносов;
В) устойчивость русла;
Г) ледовый режим;
Д) качество воды.
Обеспеченность расходов и уровней воды.
При проектировании водозаборных сооружений следует учитывать обеспеченность расчетных расходов и уровня воды в водоеме.
Характер наносов.
Речная вода несет с собой твердые частицы, перемещающиеся по дну и непосредственно в потоке. При выборе водозаборные сооружений надо учитывать, что увлекаемые взвеси по дну реки, могут полностью занести водозаборное сооружение.
Устойчивость русла реки.
Русло реки непрерывно находится под воздействием речного потока и отличается извилистой формой в плане. Такая форма русла обусловлена размывающей способностью в наиболее устойчивом месте русла реки.
Ледовый режим.
С наступлением морозов при малых скоростях движения воды, поверхностный слой вод охлаждается и образуется ледяной покров. При больших скоростях движения воды образование ледяного покрова затруднено. В этом случае ледовому покрову предшествует осенний ледоход, сопровождающийся образованием донного (глубинного) льда. Он образуется в результате переохлаждения воды. При быстром течении переохлажденная вода находится в состоянии турбулентного движения, что приводят к интенсивному теплообмену между поверхностными и придонными слоями. При соприкосновении переохлажденного слоя воды с твердой поверхностью дна реки образуется донный лед, который может достигать толщины 1,5 м.
Образованию донного льда предшествует появление шуги, которая может занимать почти все сечение реки, а это в свою очередь затрудняет работу водозаборных сооружений. Эффективным мероприятием по борьбе с шугой является сброс отработавшей воды в водоприемник, обогрев водоприемных решеток паром, замена металлических решеток деревянными.
Общая технологическая схема водозаборов имеет два характерных типа: береговой и русловой. Они отличаются расположением места забора воды относительно берега и могут выполняться как по раздельной, так и по совмещенной схеме.
Русловые водозаборы устраивают при отсутствии достаточных глубин, при загрязненности воды или слабых грунтах у берега, высокой температуре воды в этом месте. Схема руслового водозабора раздельного типа независимо от вида водоема включает: затопленный водоприемник с решетками, сифонные или самотечные трубы, береговой сточный колодец, насосную станцию первого подъема, камеры переключений. Вода через водоприемник по всасывающему водоводу поступает в приемный колодец. Скорость воды в самотечных линиях принимают равной 1-1,5 м/сек. На всасывающих линиях диаметром до 500 мм устанавливают приемные клапаны, при диаметрах свыше 500 мм - вакуумнасосы. Скорость движения воды во всасывающих трубах принимается равной 1,2 -1,7 м/сек.
Схема руслового водозабора приведена на рис. 2-1. Такая схема применяется для водозаборов малой производительности. При средней и большой производительности водозабора применяют схемы, объединяющие береговые сточные колодцы и всасывающие камеры с насосными станциями первого подъема.
|
|
Рис. 2-1. Схема руслового водозабора.
ГВВ, ГНВ – горизонты высоких и низких вод; 1 – затопленный вод-приемник; 2 – самотечные трубы; 3 – береговой сточный колодец; 4 – всасывающая камера; 5 – насосная станция первого подъема; 6 – камеры переключений; 7 - служебный павильон.
|
При больших глубинах вблизи берега применяют схемы берегового водозабора (рис. 2-2). Окна для приема воды располагают в два-три ряда, чтобы можно было получать воду с разных горизонтов. Порог нижних окон должен возвышаться над уровнем дна реки на 0,5 - 1,0 м. Скорость входа воды в водоприемник принимается равной 0,3 - 0,6 м/сек.
|
|
Рис. 2-2. Схема берегового водозабора.
ГВВ, ГНВ – горизонты высоких и низких вод; 1 – окна, перекрываемые сетками; 2 – водоприемные окна; 3 – приемная камера; 4 – всасывающая камера; 5 – насосная станция первого подъема; 6 – камеры переключений; 7 - служебный павильон; 8 – галерея.
|
Для защиты от шуголедовых помех и борьбы с донными наносами, создания необходимых глубин у места приема воды и улучшения местных условий при водозаборе применяют водоприемные ковши, которые в зависимости от особенностей режима реки и основного назначения устраиваются незатопляемыми и затопляемыми.
Ковш представляет собой искусственный водоем, вырытый в береге, либо образованный путем устройства земляной дамбы. Вода протекает по ковшу с малой скоростью, благодаря чему в нем скорее, чем в реке, образуется ледяной покров, препятствующий образованию донного льда.
Вторым назначением ковша является борьба с речными наносами, т.к. ковш играет роль отстойника. Затопляемые ковшевые водозаборы (рис. 2-3) различают трех типов:
a) ковш с верховым питанием;
б) ковш с низовым питанием;
в) ковш двойного питания.
|
|
Рис. 2-3. Схемы затопляемых ковшевых водозаборов
|
Ковш верхового питания за счет поверхностных струй хорошо предохраняет водозабор от попадания в него взвеси и наносов.
Ковш с низовым питанием питается нижними струями и хорошо предохраняет водозабор от попадания в него шуги.
Ковш двойного питания предотвращает попадание к водозабору донных наносов и шуги.
Расчет ковшей сводится к определению глубины воды в ковше, ширины и длины ковша. Глубина ковшей принимается не менее 2 м, скорость движения воды в них принимается от 0,05 до 0,25 м/сек.
Водозаборы из водохранилищ и озер.
При использовании водохранилища или озера для охлаждения оборотной воды следует учитывать ряд специфических факторов.
1. Цветение воды - массовое развитие в летнее время под действием солнечной радиации животных и растительных микроорганизмов.
Цветение воды затрудняет работу водозаборных сооружений. Борьба с цветением ведется путем купоросования водохранилищ. Купоросование производят от одного до четырех раз в течение периода цветения в дозе 0,1-0,7 мг/л с лодок или путем распыления с самолета.
2. Зарастание водной растительностью происходят в неглубоких местах. Отмершие водные растения откладываются на дне водохранилища, уменьшают его глубину и заиливают водохранилище.
3. Минерализация воды - увеличение концентрации солей в воде. Основной причиной минерализации является испарение воды с поверхности и сброс в водохранилище сточных вод.
Морские водозаборные сооружения.
Вода Азовского, Черного, Каспийского, Балтийского морей не смотря на большое содержание растворенных солей, исползуется для производственных нужд.
Морские водозаборные сооружения в зависимости от глубины воды в месте водозабора могут быть берегового типа или при недостаточных глубинах воды у берега, оголовок его выдвинут в море. От оголовка к береговому колодцу прокладывают две самотечные линии из стальных труб диаметром 1500 мм с пропускной способностью около 5 м3/сек. Входное отверстие в оголовок снабжено металлическими решетками.
При наличии плотин устраивают приплотинные водозаборы, которые совмещают с сооружениями плотинного узла, что всегда обеспечивает возможность забора воды из тех слоев, которые по температуре, загрязнению и другим признакам наиболее благоприятны.
Зоны санитарной охраны.
Для хозяйственно-питьевого водоснабжения общего пользования должны быть приняты меры, предотвращающие загрязнение источников. С этой целью должны быть организованы зоны санитарной охраны.
Зона санитарной охраны делится на три пояса. Первый пояс охватывает территорию, где располагаются водозаборные и другие водопроводные сооружения (насосные станции, очистные сооружения, резервуары). Здесь запрещается пребывание лиц, не связанных непосредственно с работой водопроводных сооружений.
Второй пояс зоны санитарной охраны охватывает территорию вверх по течению реки и вниз. В поясе санитарной охраны запрещается использование территории или источников водоснабжения, которое может привести к ухудшению их качества.
Третий пояс охватывает более обширную территорию. Органы здравоохранения производят специальный учет инфекционных заболеваний, которые могут распространяться через водопровод.