Водоприемные и водозаборные сооружения
Тип и конструкция сооружения для приема подземных вод зависит от глубины их залегания и мощности водоносного горизонта. Сооружения для приема подземных вод
могут быть 4 видов:
1) трубчатые колодцы,
2) шахтные колодцы,
3) горизонтальные водозаборы,
4) каптажные камеры.
1) Трубчатые колодцы служат для приема безнапорных и напорных подземных вод, залегающих на глубине более 10 м. Это наиболее распространенный вид водоприемных сооружений для систем водоснабжения городов, сельских населенных мест и промышленных предприятий. Трубчатые колодцы устраивают путем бурения скважин, стенки которых крепят обсадными стальными трубами. По мере заглубления колодца диаметр труб уменьшают. Концентрические зазоры между отдельными трубами заделывают цементным раствором. Над верхом трубчатого колодца делают кирпичную, бетонную или ж/б камеру. В нижней части колодца устанавливают фильтр.
2) Шахтные колодцы служат для приема подземных вод, залегающих на глубине не более 30 м. Шахтные колодцы выполняют из бетона, ж/б, кирпича, бутового камня и дерева. Для приема воды дно шахтных колодцев устраивают в виде так называемых обратных фильтров путем послойной засыпки крупнозернистых материалов с постепенным увеличением крупности зерен снизу вверх. Для получения значительных расходов воды устраивают несколько шахтных г колодцев, которые располагаются перпендикулярно направлению потока грунтовых вод. Воду из каждого колодца отводят в сборный колодец, из которого ее перекачивают насосами на очистную станцию или потребителям.
3) Горизонтальные водозаборы - для приема грунтовых вод, залегающих на глубине до 8 м, при малой мощности водоносного горизонта. Выполняют их из ж/б, бетонных или керамических труб с круглыми или щелевыми отверстиями. Для предотвращения вымывания водой частиц грунта в водозаборы их обсыпают фильтрующей песчано-гравийной загрузкой.
4) Каптажные камеры применяют при использовании ключевой воды. Для увеличения площади приема воды каптаж осуществляют в виде горизонтальных водозаборов. Для захвата вод ключей устраивают каптажные камеры по типу шахтных колодцев, располагая их над местами выходов воды.
Сооружения для приема вод 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, типа и конструкции.
Место выбирают как можно ближе к потребителю в районе наименьшего загрязнения водоема (на реках – выше населенных мест, промышленных предприятий и участков сброса сточных вод).
Условия работы водозаборных сооружений на водохранилищах, озерах и морях отличаются от условий на реках. Осложнения создают волнения (например, на Балтийском море высота волн до 16 м, на Братском водохранилище - до 4,5 м) и течения {на море - 7-10 м/с, на водохранилищах 2-3 м/с). В связи с этим места забора воды на водохранилищах, озерах и морях следует выносить за пределы зон течения воды.
Аварийные ситуации могут возникнуть в предледоставный период, когда насыщенные льдом потоки закупоривают приемные отверстия.
Водозаборные сооружения на реках бывают:
1) береговые (раздельные или совмещенные с насосной станцией),
2) русловые (с самотечными линиями),
3) специальные (ковшовые, инфильтрационные, плавучие и т.д.).
1) Водозаборные сооружения берегового типа устраивают при крутых берегах. Водозаборное сооружение состоит из водоприемного берегового колодца и нескольких станций. Каждая секция водоприемного колодца разделена на 2 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. Верх водоприемного колодца должен возвышаться над самым высоким уровнем воды (СВУВ) не менее чем на 0,5 м. Над колодцем сооружается павильон, из которого управляют оборудованием. Совмещенные водозаборные сооружения возводят на неплотных грунтах, поэтому их устанавливают с общим днишем для водоприемного колодца и насосной станции.
2) Водозаборные сооружения руслового типа устраивают при пологих берегах, слабых грунтах и малых глубинах воды в реке. 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 движению в водозаборе берегового типа.
3) Специальные водозаборные сооружения.
При образовании в реке глубинного льда или при высокой мутности воды целесообразно забирать воду из искусственного залива, т.н. ковша. Ковши могут быть вырыты в береге реки или вынесены за ее русло (в этом случае ковш отгораживается дамбами). Конструкция сооружений для забора воды из ковшей не отличается от конструкций обычных речных водозаборных сооружений.
Инфильтрационные водозаборные сооружения - трубчатые, шахтные или горизонтальные водозаборы, располагаемые вдоль реки с песчаным или гравийно-илистыми берегами. Речная вода при этом фильтруется через толщу грунта. Инфильтрационные водозаборные сооружения применяют при необходимости получения хорошо осветленной воды и на реках с интенсивным образованием глубинного льда.
Передвижной водозабор - насосная станция легкого типа, которая может передвигаться соответственно изменению уровня воды в реке по наклонному рельсовому пути на берегу. При плавучих водозаборах насосные агрегаты размещаются на плавучих средствах: баржах и понтонах.
ВОДА - жидкость без запаха, вкуса, цвета. Плотность - 1,0 г/см3. При нуле градусах Цельсия превращается в лед, при 100ºС - в пар. Молекулярная масса - 18. Качество воды зависит от наличия в ней различных веществ неорганического и органического происхождения (в том числе микроорганизмов). Эти вещества могут находиться в воде в растворенном и нерастворенном состоянии. Качество воды характеризуется ее температурой, содержанием в ней взвешенных веществ, цветностью, запахом, привкусом, жесткостью, содержанием отдельных химических элементов и соединений. Качество воды источников водоснабжения и воды питьевой регламентируется ГОСТами: «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Правила выбора и оценки качества», «Вода питьевая» (ГОСТ 2874-82) .
Способы очистки воды зависят от качества воды в источнике водоснабжения, потребляемого расхода и требований, предъявляемых к качеству воды потребителями.