Источники водоснабжения и водозаборные сооружения
Источники водоснабжения подразделяют на подземные и поверхностные.
Подземные воды, расположенные достаточно глубоко (более 6 м.) и прикрытые сверху водоупорными породами, не загрязняются с поверхности и бактериально чисты. Поэтому их можно использовать для хозяйственно- питьевого водоснабжения без очистки.
Воды поверхностные источник при использовании их для хозяйственно-питьевого водоснабжения, как правило, подвергают очистке и обеззараживанию.
Условия залегания подземных вод зависят от характера напластования водопроницаемых (водоносных) и водонепроницаемых (водоупорных) слоёв грунтов.
Рис.1.1.4. Схема образования подземных вод.
Для получения подземной воды применяют следующие сооружения:
а) трубчатые колодцы(буровые скважины);
б) горизонтальные водосборы;
в) шахтные колодцы;
г) сооружения для каптажа родников;
д) лучевые водозаборы6
Устройство трубчатых колодцев при глубоком (более 10м.) залегании подземных вод является единственно возможным решением.
а) ![]() | б) ![]() |
Рис. 1.1.5. Схема трубчатого колодца: а - во время бурения; б - после бурения: 1 - обсадные трубы; 2 - фильтр; 3 - цемнтный раствор.
Скважины на воду бурят ударным или роторным способом, по типу бурения скважин на нефть. Стенки буровых скважин закрепляют обсадными трубами (стальными трубами на муфтах с резьбой).
В зернистых породах водоносного пласта вода поступает в трубчатый колодец через отверстия в стенках фильтра, вставленного в нижнюю часть обсадной трубы.
Фильтры применяют различных типов: дырчатые, проволочные, сетчатые, каркасно-стержневые, щелевые и гравийные.
При неглубоком (до 5-8м.) залегании водоносного горизонта применяют горизонтальные водосборы.
Рис.1.1.6. Горизонтальный водосбор: 1 - сборные трубы; 2 - водосборный колодец; 3 - смотровые колодцы; 4 - насосная станция.
Состоят из водосборных труб, водосборного колодца и смотровых колодцев, которые служат также вентиляционными. Вода по трубам поступает в водосборный колодец самотёком, не может поступать и под воздействием вакуума. Из водосборного колодца вода забирается насосами.
Шахтные колодцы устраивают при относительно неглубоком залегании водоносной породы.
Колодец представляет собой шахту из кирпича, бетона, железобетона или дерева.
В дне колодца сооружают фильтр из крупно-зернистого материала, насыпанного слоями с постепенным увеличением крупности зерен снизу вверх.
Рис.1.1.7. Шахтный колодец: 1 - поступление воды; 2 - вода к потребителю; 3 - слив воды.
Под каптажем ключа понимается обделка выхода воды с целью её использования.
Выход напорной воды называют восходящим ключом, безнапорной - нисходящим.
Рис. 1.1.8. Каптаж ключа: 1 – смотровая камера; 2 – шток для регулирования, спуска воды; 3 – приёмный клапан; 4 – переливная труба; 5 – грязевая труба; 6 – всасывающая труба.
Местоположение для водозаборных сооружений выбирают на основе детальных исследований, которыми устанавливают устойчивость русла на выбранном участке и выше его, гидрологические и гидрометрические показатели водоема, режим расходов и горизонтов, ледовые режимы и геологическую характеристику участка.
Нельзя располагать водозаборные сооружения на берегах, где могут возникать оползни.
Существенным фактором в выборе местоположения водозабора является также образование в реке подводного льда и шуги, которые могут закупорить решетки приёмных окон водоприёмных сооружений. Поэтому следует предусматривать мероприятия, предохраняющие водоприёмные сооружения от вредного воздействия шуги и подводного льда.
В зависимости от глубины реки, величины колебания уровней воды и строения грунтов берега выбирают различные конструкции водозаборных сооружений: береговые, русловые, комбинированные и ковшовые. Первые три типа сооружений могут быть раздельного и совмещённого типа с насосной станцией.
Береговые водоприёмники сооружают на реках с достаточной глубиной воды у берега.
Береговой водоприёмник раздельного типа представляет собой колодец, разделённый на секции бесперебойного приёма воды в случае ремонта.
Колодец сооружают непосредственно у берега. Вода из источника поступает в колодец через приёмные окна, которые перекрываются решетками с вертикально расположенными металлическими стержнями. Во время половодья, когда в нижних слоях потока проносится большое количество взвешенных веществ, нижние приёмные окна закрывают, и вода поступает через верхние окна, а при низких горизонтах она поступает через нижние.
Рис. 1.1.9. Раздельный водоприемник: 1 – плоские сетки; 2 – водоприемник; 3 – всасывающие трубы; 4 – электронасосы; 5 – насосная станция первого подъема.
Рис.1.1.10. Водоприемник совмещенный с насосной станцией: 1 - водоприёмное отделение; 2 – насосное помещение; 3 – плоские сетки; 4 – горизонтальный центробежный насос; 5 – вертикальный центробежный насос.
Водоприёмники русловые (трубчатые) с самотечными трубами применяют для забора воды из рек с пологими берегами, когда требуемые для забора воды глубины реки находятся на некотором расстоянии от берега.
Рис. 1.1.11. Водоприемник с самотечными линиями: а - без окон в береговом колодце; б - с окнами.
Вода из реки поступает в оголовок 1, из которого по трубам 2 самотёком направляется в береговой колодец 3, а из него с помощью всасывающих труб 4 забирается насосами 5.
Число самотечных труб принимают не менее двух в расчете на аварийный случай и для промывки.
Оголовок представляет собой бетонный массив обтекаемой формы, заключённый в металлический кожух. В основании оголовка предусматривается крепление дна реки каменной наброской.
Бетонный оголовок с металлическим кожухом.
Рис. 1.1.12. Бетонный оголовок с металлическим кожухом.
Ковшовые водоприёмники проектируют для забора больших количеств воды и применяют для борьбы с шугой. Ковши представляют собой каналы, отделяемые от основного русла дамбами. Вода в ковшах движется со значительно меньшими скоростями, что является причиной попадания в ковш лишь незначительного количества шуги.
Рис. 1.1.13. Схемы ковшовых водоприёмников: 1 – водозаборное сооружение; 2 – дамба.