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.