Вся электронная библиотека >>>

 Водоснабжение и канализация >>>

    

 

Основы водоснабжения и канализации


Раздел: Производство

 

§ 18. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

  

Сооружения для приема воды из поверхностных источников должны обеспечивать бесперебойное снабжение потребителя водой возможно лучшего качества в течение всего года. Решение этой задачи достигается правильным выбором места их расположения (в плане и по глубине), типа и конструкции.

Место расположения водозаборного сооружения в плане следует выбирать как можно ближе к потребителю, на устойчивом участке водоема, в районе наименьшего его загрязнения (на реках—выше населенных мест, промышленных предприятий и участков сброса сточных вод), вне очагов возможного образования шугозажоров и ледяных заторов, вне областей интенсивного движения донных наносов, а также с учетом возможности орга низации зоны санитарной охраны.

Место расположения водозаборных сооружений на реках выбирают с учетом типа руслового процесса (характера изменения русла).

Глубинное положение места забора воды на реке следует определять из условия, чтобы расстояние от низа льда (в зимний период) до верха приемных окон водозабора было не менее 0,2—0,3 м, а порог между дном реки и низом приемных окон, необходимый для исключения попадания в водозаборное сооружение вместе с забираемой водой донных наносов, составлял не менее 0,7—1 м (см. далее  41).

Условия работ водозаборных сооружений на водохранилищах, озерах и морях резко отличаются от условий их работы на реках. Существенные осложнения создают возникающие на больших акваториях волнения (на Балтийском море высота волн достигает 16 м, на Братском водохранилище — 4,5 м) и течения. Скорость этих течений бывает весьма значительной (на морях — до 7—10 м/с, на водохранилищах — до 2—3 м/с). Такие течения переносят наносы, глубинный лед, планктон, водоросли и могут вызвать размыв и перемещение берегов. В связи с этим места забора воды на водохранилищах, озерах и морях следует выносить за пределы зон течения воды.

Наличие волнения и циркуляционных течений обусловливает необходимость значительного заглубления места забора воды. Так, расстояние между верхом приемных окон и уровнем воды должно быть не меньше половины высоты волны. При этом «порог» между дном и низом приемных окон должен составлять 2—7 м.

В предледоставный период вода, переохлажденная до 0,02— 0,05°С, кристаллизуется на взвешенных частицах грунта, образуя глубинный лед, переносимый течениями на значительные расстояния. Такие насыщенные льдом потоки часто создают аварийные ситуации на водозаборных сооружениях, полностью закупоривая их приемные отверстия.

Для защиты водозаборных сооружений от глубинного льда нужно принимать следующие меры:

а)         располагать водозаборные сооружения в таких местах, где не происходит скопления шуги (шугозажоров);

б)        уменьшать скорости течения воды через водоприемные отверстия;

в)         обогревать решетки водоприемных отверстий подводом теплой ВОДЫ;

г)         устраивать плавучие запани (запруды) и коробы, ограждающие водоприемные отверстия;

д)        устраивать водоприемные ковши.

Закупорку водоприемных отверстий можно устранять путем очистки решеток специальными скребковыми механизмами или промывкой обратным током воды.

Водозаборные сооружения на реках могут быть разделены на следующие типы:

а)         береговые (раздельные или совмещенные с насосной станцией);

б)        русловые (с самотечными лиииями);

в) специальные ^ковшовые, инфильтрационные, из горных рек, передвижные, плавучие и др.).

В зависимости от сложности природных условий, типа водоприемника и доступности водоприемных отверстий для обслуживания водозаборные сооружения подразделяются на три степени надежности.

Водоприемники, обеспечивающие бесперебойный отбор расчетного расхода воды, относят к I степени надежности;

водоприемники, обеспечивающие отбор расчетного расхода воды с возможностью перерывов подачи воды на период до 5 ч или снижение ее подачи на период до одного месяца, относят ко II степени надежности;

водоприемники, отбор воды через которые может прекращаться не менее чем на трое суток, относят к III степени надежности.

Водозаборные сооружения берегового типа устраивают при сравнительно крутых берегах рек. Принципиальная схема водозабора этого типа показана на  34. Водозаборное сооружение состоит из водоприемного берегового колодца и насосной станции. По фронту водоприемный колодец разделяется на отдельные секции, число которых равно двум или числу всасывающих линий. Каждая секция водоприемного колодца разделена перегородкой на две камеры: приемную 1 и всасывающую 2, куда опускаются всасывающие трубы 3 насосов 4. Вода из реки поступает в приемную камеру через отверстия, оборудованные с наружной стороны съемными решетками, а с внутренней стороны — затворами дроссельного или шиберного типа. Решетки выполняют из вертикальных стальных стержней с поперечным сечением прямоугольной или круглой формы. Зазор между стержнями решетки принимают равным 40—50 мм. Размеры решеток определяют из условия пропуска наибольшего расхода со скоростью движения воды между стержнями решеток 0,6—0,7 м/с. При сильном загрязнении воды и наличии шуги принимают меньшие скорости. При большом колебании уровней воды в реке приемные отверстия выполняют в два или три яруса. Верхние отверстия служат для забора во время паводка верхних сравнительно чистых слоев воды. В проеме перегородки между приемной и всасывающей камерами устанавливают сетку из проволоки толщиной 1—1,5 мм с ячейками размером от 2X2 до 5X5 мм. Процеживание воды через решетки и сетки обеспечивает ее предварительную очистку и предотвращает повреждение оборудования.

Верх водоприемного колодца должен возвышаться над самым высоким уровнем воды (СБУВ) не менее чем на 0,5 м. Над колодцем сооружают павильон, из которого управляют оборудованием.

Раздельные водозаборные сооружения берегового типа (см.  34) выполняют значительно реже совмещенных с насосными станциями ( 35). Так как в большинстве случаев совмещенные водозаборные сооружения возводят на неплотных грунтах, их устраивают с общим днищем для водоприемного колодца и насосной станции. При этом целесообразно насосы устанавливать «под заливом» (ось насоса располагать ниже уровня воды).

При большом содержании в воде водорослей, щепы и другого сора приемные отверстия водозаборных сооружений оборудуют стационарными решетками с механической очисткой.

При больших расходах воды и значительном ее загрязнении целесообразно оборудовать водозаборные сооружения ленточными вращающимися сетками. По способу подвода воды сетки разделяют на три типа: 1) с внутренним односторонним

подводом и внешним двусторонним отводом чистой воды ( 36,а); 2) с внешним двусторонним подводом и внутренним односторонним (или двусторонним) отводом чистой воды ( 36,6); 3) с лобовым односторонним подводом и последовательным процеживанием воды через два полотна сетки ( 36,в).

Сетки с лобовым подводом воды обладают рядом достоинств по сравнению с сетками других типов: меньшие размеры камер, необходимых для установки сеток, подвода к ним и отвода от них воды; более совершенная гидравлика подвода и отвода потоков воды; большая эффективность улавливания загрязнений. В связи с этим в водозаборных сооружениях рекомендуется в основном применять сетки с лобовым подводом воды.

Вращающиеся сетки могут быть каркасными и бескаркасными. Бескаркасные сетки отличаются более простой конструкцией и имеют меньшую стоимость.

Для регенерации (очистки) сеток их промывают водой. Промывные устройства бывают трех видов: 1) дырчатая труба; 2) труба со щелевидными отверстиями; 3) рассеивающие насадки.

бескаркасная вращающаяся сетка с лобовым подводом воды. Промывное устройство сетки состоит из трубы, на которой укреплены два ряда рассеивающих насадок (на рисунке не показано).

В последние годы разработаны конструкции высокопроизводительных малогабаритных сеток для грубой очистки природной воды, предназначаемых для установки на водоводах.

Одна из таких конструкций ( 38) представляет собой неподвижную конусную сетку с вращающимся промывным устройством. В сетке этого типа очищаемая вода процеживается с внешней стороны конуса внутрь его. Промывное устройство в форме вилки, расположенное внутри конуса сетки, приводится во вращение реактивной силой струй, вытекающих из его отверстий. Смываемые с сетки загрязнения подплывают к большему основанию конуса и удаляются с водой по мусоросбросной трубе.

Другая конструкция имеет вращающуюся конусную сетку и неподвижное промывное устройство. Вращение сетки обеспечивается турбинкой с лопастями. Загрязнения, задерживаемые на внутренней поверхности конусной сетки, смываются струями воды, вытекающими из дырчатой трубы промывного устройства, и удаляются с водой по мусоросбросной трубе.

Пример конструкции совмещенного водозаборного сооружения берегового типа. Водозабор представляет собой круглое в плане железобетонное сооружение, состоящее из двух секций. Приемная и всасывающая камеры разделены вращающейся сеткой с лобовым подводом воды. Машинный зал насосной станции рассчитан на установку пяти насосов марки 22НДС производительностью 4700 м3/'ч каждый и напором 20 м.

Водозаборные сооружения руслового типа устраивают при сравнительно пологих берегах, слабых грунтах и малых глубинах воды в реке. Схема водозабора этого типа приведена на  40. Водозабор состоит из оголовка 1, самотечных линий 2, берегового колодца 3 и насосной станции 4. Вода поступает в береговой колодец по самотечным линиям. Дальнейшее движение воды аналогично ее движению в водозаборе берегового типа.

Оголовки служат для закрепления концов самотечных линий и приема воды из источника. Они могут быть затопленными всегда, затопляемыми только в паводок и незатопляемы- ми. На несудоходных реках можно выполнять оголовки любой конструкции. При этом предпочтение отдается наиболее простым сооружениям, например в виде раструбов труб, выдвинутых в русло реки ( 41). На реках, используемых для лесосплава отдельных бревен (так называемой «молью»), строят ряжевые оголовки (в виде деревянных срубов). На судоходных и лесосплавных (плотами) реках устраивают оголовки только железобетонные или бетонные в стальном кожухе, исключая таким образом возможность их повреждения судами или якорями. Незатопляемые оголовки имеют форму опор мостов с ледорезами; их верх возвышается над самым высоким уровнем воды.

В некоторых случаях не устраивают оголовков, а водозабор берегового типа, совмещенный с насосной станцией, выносят в русло реки. Эту разновидность водозабора руслового типа называют водозабор-криб.

 Самотечные линии выполняют из стальных, железобетонных, асбестоцементных труб или в виде железобетонных галерей. Число ниток принимается не менее двух. Самотечные линии

обязательно прокладывают с уклоном (в сторону берегового колодца или от него). Скорость движения воды в самотечных линиях во избежание их засорения следует принимать не менее 0,7—1,5 м/с. Самотечные линии очищают от отложений путем прямой или обратной промывки водой. Для этого водозаборные сооружения должны иметь необходимое оборудование.

|При большой длине самотечных линий и высоком береге реки их выгодно заменять сифонными линиями, глубина заложения которых значительно меньше.

Береговые колодцы водозаборов руслового типа аналогичны по устройству водоприемным береговым колодцам водозаборов берегового типа.

Водозаборные сооружения обычно строят опускным способом из монолитного бетона или железобетона, затрачивая на их строительство длительное время. В последние годы разработан ряд проектов водозаборных сооружений из сборного железобетона. Новым направлением в строительстве водозаборных сооружений является также применение малогабаритного и высокопроизводительного оборудования, позволяющего значительно сокращать размеры и стоимость сооружений.

На  42 показан водозабор руслового типа, у которого роль водоприемной и всасывающей камер водозабора и насосной станции выполняет одна камера, собираемая из железобетонных элементов — скорлуп-панелей, выпускаемых промышленностью. Строительство камеры может быть выполнено вибропогружением в очень короткие сроки.

На водозаборном сооружении предусмотрена установка артезианских насосов погружного типа. Вместо высоких и громоздких вращающихся сеток применены малогабаритные цилиндрические сетки, промываемые напорной системой под водой во время их вращения. Грязная вода от промывки сеток отсасывается и удаляется двухступенчатым водоструйным эжектором.

Число секций водозаборного сооружения соответствует числу устанавливаемых насосов. Вместо самотечных линий при большой глубине колодцев целесообразно применять сифонные линии. На водозаборе предусмотрена промывка самотечных или сифонных линий.

Стоимость строительства описанного водозабора в 1,5— 2 раза меньше стоимости строительства обычного водозабора.

Специальные водозаборные сооружения устраивают в различных случаях.

При образовании в реке глубинного льда или при высокой мутности воды целесообразно забирать воду не из реки, а из искусственного залива, так называемого ковша. Размеры ковшей определяют из условия всплывания глубинного льда или выпадения взвешенных веществ (взвесей). Проточная скорость в них принимается равной 0,05—0,2 м/с.

Ковши могут быть с низовым входом ( 43,а) —устье по течению и с верховым входом ( 43,6) — устье против течения. Ковши с низовым входом питаются в основном придонными струями, а ковши с верховым входом — поверхностными. Поэтому ковш первого типа целесообразно применять при борьбе с глубинным льдом, а ковш второго типа — для осветления воды. Спаренные ковши ( 43,в) применяют для борьбы с глубинным льдом и для осветления воды в разное время года.

Ковши могут быть устроены в береге реки или вынесены в ее русло. Во втором случае ковш отгораживают дамбами. Конструкция сооружений для забора воды из ковшей не отличается от конструкции обычных речных водозаборных сооружений.

Инфильтрационные водозаборные сооружения представляют собой трубчатые, шахтные или горизонтальные водозаборы, располагаемые вдоль реки с песчаными или песчано-гравелистыми берегами. Такие водозаборы питаются речной водой, фильтрующейся через толщу грунта. Инфильтрационные водозаборные сооружения целесообразно применять при необходимости получения хорошо осветленной воды, а также на реках с интенсивным образованием глубинного льда.

Для временных водопроводов устраивают передвижные или плавучие водозаборы. Передвижной водозабор представляет собой насосную станцию, которая может передвигаться соответственно изменению уровня воды в реке по наклонному рельсовому пути, уложенному на берегу. При плавучих водозаборах насосные агрегаты размещаются на плавучих средствах — баржах, понтонах. Достоинствами передвижных и плавучих водозаборов являются независимость приема воды от колебания уровня воды в реке и возможность быстрого их устройства. Однако они обладают и существенными недостатками, заключающимися в необходимости иметь гибкие соединения трубопроводов, а также в тяжелых условиях эксплуатации зимой и в период паводков.

Для забора воды из водохранилищ можно использовать водозаборные сооружения двух типов: 1) совмещенные с плотинами, водоспусками или водосбросами; 2) отдельно стоящие. Водозаборные сооружения на водохранилищах должны обеспечивать возможность забора воды с разных глубин с учетом ее качества.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Основы водоснабжения и канализации

 

Смотрите также:

 

ВОДОЗАБОР ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД, типы и конструкции...

При отборе воды из источников, имеющих рыбохоз. значение, предусматривают
Водозабор поверхностных вод различают по: виду водоисточника — из водотоков
нижним приемами воды; условию приема воды в водоприемник — поверхностный...

 

Сооружения для приема воды из поверхностных источников

На выбор типа речных водоприемников влияют: амплитуда колебаний уровня воды, ледовые условия, топография берега и дна реки в месте водозабора, характер грунтов и др.
шевого способа забора воды из источника

 

ВОДОЗАБОР ПОДЗЕМНЫХ ВОД, каптажные устройства...

— комплекс гидротехнич. сооружений, включающий каптажные устройства для приема воды из источника (водоносного пласта)
В долинах рек с непост, поверхностным стоком, когда а расчете водозабора учитывается периодическая сработка естеств...

 

ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ водозаборы, водоприемники....

Сооружения для приема воды из поверхностных источников. На выбор типа речных водоприемников влияют: амплитуда колебаний уровня воды, ледовые условия, топография берега и дна реки в месте водозабора...

 

...Водозаборные сооружения из поверхностных источников...

Глава I. ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ. § 3.3. Водозаборные сооружения из поверхностных источников.
При эксплуатации сифонных водозаборов необходимо обращать внимание на следующее...

 

...сооружений из поверхностных и подземных источников воды

Глава I. ИСТОЧНИКИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ. § 3.2. Обслуживание водозаборных сооружений из поверхностных и подземных источников воды.
Проектирование и строительство водозаборов.