Водопроводные системы и сооружения

Раздел: Инженерные сооружения

Зачастую потребность в воде из местных природных источников не может быть удовлетворена. В этих условиях эффективным, а часто и единственным способом организации водоснабжения крупных населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий оказывается подача воды из источников, отдаленных от потребителей на десятки и даже сотни километров. Вода к потребителям поступает по водоводам в виде безнапорных открытых каналов, которые из-за большой протяженности и значительных размеров носят название магистральных. Для перекачки воды из водоисточника в канал, а также преодоления возвышенностей, встречающихся на трассе канала, сооружают насосные станции, оборудованные водоприемными сооружениями, которые разбивают весь канал на отдельные самотечные участки. В целом все сооружения по транспортированию воды представляют сложные гидротехнические системы.

Основные требования к водозаборным сооружениям этих систем те же, что и к речным водоприемникам. Будучи составной частью гидроузла, они должны обеспечивать надежный забор требуемых количеств воды из источника, регулировать поступление воды в канал, предохранять насосное оборудование от сора и наносов. Отвод больших количеств воды из реки в канал отражается на режиме речного потока, в результате чего может потребоваться проведение регулирования, например устройства плотины ниже места забора воды в канал для создания подпора, обеспечивающего забор воды. В зависимости от гидрологических условий и типа водозабора состав и конструкции сооружений головной насосной станции могут меняться в широких пределах. Гидравлический режим работы водозаборных сооружений, расположенных на последующих участках канала, более благоприятный, что позволяет уменьшить состав сооружений.

Схема водозаборного сооружения, характерного для большинства магистральных каналов, приведена на  VI.23. При подходе к насосной станции канал расширяется и образует аванкамеру. Вынесенные вперед соро- удерживающие решетки образуют отдельно стоящее сооружение, которое обеспечивает нормальную работу всех насосов независимо от засорения одной из решеток. Кроме того, их обслуживание возможно в любой период. Благодаря оборудованию плоскими щитами насосы в случае необходимости позволяют осушать аванкамеры и производить их очистку от наносов и ремонтные работы.

При заборе воды (менее 0,3 м3/с) из тупиковых каналов можно применять простейшее водозаборное сооружение, в котором аванкамера представляет собой ковш с откосными стенками. Всасывающие трубы насосов располагают на торцовом откосе аванкамеры. Сороудержи- вающие решетки делают выносными и располагают вначале аванкамеры.

Камерные водоприемники устраивают обычно при заборе воды, большем 0,3 м3/с. Они бывают совмещенными со зданием станции и раздельными. Совмещенную компоновку водоприемника со зданием станции применяют, как правило, для станций, оборудованных вертикальными или горизонтальными центробежными и осевыми насосами (ширина водоприемной камеры в этом случае зависит от расстояния между насосами); раздельную компоновку — для станций камерного и незаглубленного типов с горизонтальными центробежными насосами.

Водоприемники оборудуют сороудерживающими решетками, установленными в специальные пазы, и ремонтными затворами. Решетки могут устанавливаться как в вертикальном положении, так и под углом 70—80° к горизонту. В наклонное положение решетки устанавливают при малых амплитудах колебаний уровней воды в канале для станций малой и средней производительности. Площадь сороудерживающей решетки определяется по допустимой скорости течения воды при подходе к ней. Допустимая скорость течения зависит от степени механизации очистки решеток и степени засоренности воды.

В случае забора воды из транзитного канала водозаборные сооружения располагают непосредственно на его берегу. Они состоят в общем случае из ковша, сопрягающего канал с водоприемником, и самого водоприемника, из которого вода забирается всасывающими трубами насосов. Такие водозаборы применяют для станций малой и средней производительности.

Водозаборное сооружение на транзитном канале производительностью 50 м3/ч приведено на  VI.24. Оно состоит из двух самостоятельно работающих секций, каждая из которых включает в себя водоприемник /, береговой железобетонный водоприемный колодец 3 и соединяющий их самотечный трубопровод 2. Вода из берегового колодца забирается всасывающими трубами 5 насосов и подается к потребителю. Водоприемник промывается обратным током воды по трубопроводу 4, Данный водозабор допускает амплитуду колебания воды до 2 м и рассчитан на производительность до 1200 м3/сут.