Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Водоснабжение и водоотведение

Водозаборные сооружения поверхностных вод

Водозаборные сооружения поверхностных вод – это комплекс гидротехнических сооружений, включающий водоприемник, насосную станцию с водоводами. Условия забора воды и и особенности источника водоснабжения влияют на выбор типа водозабора. Наибольшее распространение получили две схемы водозабора, которые отличаются между собой расположением водоприемника относительно берега: берегового типа, у которых водоприемник располагается на берегу, а его водоприемные отверстия всегда доступны для осмотра, очистки и ремонта; руслового типа, водоприемники которых затоплены и удалены от берега, а их водоприемные отверстия в отдельные периоды года (например, шугоход, ледоход) оказываются практически недоступными для обслуживания.

Водоприемник – это часть водозаборного сооружения, служащая для непосредственного приема воды из водоема, водотока или подземного водоисточника.

Береговые водозаборные сооружения устраивают на реках, берега которых имеют крутизну не менее 1 : 3 и глубину у берега, достаточную для расположения водоприемных окон. Водоприемники этих водозаборов бывают двух типов: совмещенные с насосной станцией или раздельные. На выбор вида влияют величина колебания уровней воды в водоисточнике, всасывающая способность установленных насосов, геологические и гидрологические условия.

На рис. 4.1 показан береговой водозабор совмещенного типа, характеризующийся наиболее благоприятным гидравлическим режимом, – насосы установлены под заливом, малая протяженность всасывающих трубопроводов.

Береговой водозабор совмещенного типа:

Рис. 4.1. Береговой водозабор совмещенного типа:

1 – водоочистная вращающаяся сетка; 2 – плоская рыбозаградительная сетка; 3 – каменная наброска; 5 – минимальные уровни летний и зимний; 4 – промывное устройство сетки; 5 – привод вращающейся сетки; в – подвесная кран-балка; 7 – радиальная кран-балка; 8 – лестница; УВВ – уровень верхнего водозабора; УВН – уровень нижнего водозабора

Он представляет собой круглый в плане железобетонный колодец. В переднюю часть колодца встроен водоприемник, обеспечивающий забор воды из реки с уровней (через окна нижнего и верхнего ярусов). Водоприемные отверстия оборудованы рыбозаградительными плоскими сетками с промывным устройством.

Рыбозащитные устройства – комплекс устройств, предназначенный для предотвращения гибели молоди рыб непосредственно в водоприемниках или перед ними. В водоприемнике установлены вращающиеся бескаркасные сетки, которые промываются из напорного водовода. Водоприемник разделен перегородкой на две секции из условия обеспечения бесперебойной работы. Для перепуска воды из одной секции водоприемника в другую при ремонте и с целью выравнивания давления на ремонтные затворы перед их подъемом в разделительных стенах установлены дроссельные затворы.

Насосная станция I подъема оборудуется насосами различных типов: горизонтальными или вертикальными, одинарного или двустороннего всаса. Напорные водоводы насосов оснащены обратными клапанами и электрифицированными задвижками и через камеры переключения присоединены к двум напорным водоводам. Там же располагаются аппаратура и оборудование, предохраняющие насосную станцию и водоводы от гидравлического удара.

В павильоне над насосной станцией размещают электрораспределительное устройство, щиты управления, бытовые и подсобные помещения для обслуживания водозабора.

Береговой водозабор раздельного типа (рис. 4.2) состоит из незатопляемого двухсекционного водоприемника. Водо- приемные отверстия располагаются на вертикальной внешней грани, благодаря чему они всегда доступны для обслуживания с рабочего балкона. Водоприемные отверстия должны быть оборудованы съемными сороудерживающими решетками, установленными в пазах с наружной стороны водоприемника и затворами с внутренней стороны.

Береговой водозабор раздельного типа:

Рис. 4.2. Береговой водозабор раздельного типа:

1 – насосная станция; 2 – галерея всасывающих труб; 3 – водоприемник; 4 – сороудерживающие плоские сетки; 5 – эжектор для удаления осадка; 6 – балкон

Для предварительной механической очистки воды от содержащихся в ней взвесей устанавливают сетки: плоские при производительности 1 м3/с; вращающиеся – при производительности > 1 м3/с.

Вода, процеженная через сетки, поступает к входным воронкам всасывающих труб, которые должны располагаться на глубине не менее 0,5...1 м ниже минимального уровня воды; от дна резервуара их располагают на расстоянии 0,8Dв (где DB – диаметр входной воронки, равный 1,3 диаметра всасывающего трубопровода), расстояние от стен должно назначаться не менее величины диаметра трубопровода, а расстояние между двумя всасывающими воронками принимается равным двум диаметрам трубопровода. Всасывающие линии прокладываются в грунте или в галерее.

Русловые водозаборные сооружения устраивают на водоемах с пологими берегами, имеющих недостаточную глубину для размещения водоприемника у берега. Водоприемник (или оголовок) – это часть водозаборного сооружения, служащая для непосредственного приема воды из водоема, водотока или подземного водоисточника. Водоприемник выносят в водоем, где глубина источника соответствует требованиям устройства водоприемника, и соединяют его с береговым колодцем самотечными трубопроводами.

В зависимости от рельефа берега, производительности и колебания уровня воды в источнике береговой колодец может быть объединен с насосной станцией I подъема или выполнен в отдельно стоящем здании. Русловые водозаборные сооружения также бывают двух типов: раздельные (рис. 4.3) или совмещенные с насосной станцией.

Русловой водозабор раздельного типа:

Рис. 4.3. Русловой водозабор раздельного типа:

1 – затопленный водоприемник (оголовок); 2 – самотечные водоводы; 3 – береговой колодец; 4 – всасывающие трубопроводы: 5 – насосная станция; 6 – камера переключения; 7 – водовод промывной воды

Самотечные (или самотечно-сифонные) водоводы соединяют оголовок с береговым колодцем, как правило, они выполняются из стальных труб. Расчетная скорость движения воды в самотечных водоводах – 0,7...1,5 м/с. Прокладывают их ниже минимального уровня воды в водоеме. Самотечные водоводы соединяют оголовок с береговым колодцем и укладываются в плане и в вертикальной плоскости без резких поворотов с прямым или обратным уклоном не менее 0,001. Траншея, в которой уложены трубопроводы, сверху должна быть укреплена каменной наброской. Самотечный трубопровод вводится в береговой колодец через сальниковое устройство. Расстояние от низа трубы до дна колодца принимается равным 1,5...2 м.

Береговой колодец (см. рис. 4.3) предназначен для размещения в нем запорно-регулирующей арматуры самотечных линий, сеток и воронок всасывающих трубопроводов. Береговой колодец желательно располагать вне зоны затопления на 1...2 м или с устройством подсыпных дамб.

Входные воронки всасывающих трубопроводов должны располагаться на глубине не менее 0,5...1 м ниже минимального уровня воды; от дна резервуара их располагают на расстоянии 0,8 DB, расстояние от стен назначают не менее величины диаметра трубопровода.

Тип и конструкции руслового оголовка принимаются в зависимости от требуемой категории надежности водо- подачи, сложности природных условий забора воды, назначения водотока (судоходство, лесосплав) и других местных условий. Наибольшее распространение получили затопленные водоприемники. Они наиболее дешевы, менее трудоемки при строительстве. В то же время невозможность осмотра и очистки сороудерживающих решеток водоприемных отверстий при паводке, ледоходе, шугоходе делает их менее надежными в отношении обеспечения бесперебойности подачи воды потребителю.

Затопленный водоприемник типа

Рис. 4.4. Затопленный водоприемник типа "косое колено":

1 – сороудерживающая решетка; 2 – самотечный водовод; 3 – плита-опора

Низ водоприемных отверстий должен быть расположен не менее чем на 0,5 м выше дна водоема, не менее чем на 0,3 м ниже минимального расчетного уровня воды, верх водоприемных отверстий – не менее 0,6 м от нижней кромки льда. Требования рыбозащиты определяют размеры водоприемных отверстий в соответствии со средней допустимой скоростью воды в отверстиях сороудерживающих решеток. Водоприемные отверстия следует располагать так, чтобы в них практически не попадали донные насосы, шуга и сор, плывущие в разных слоях потока, а также рыба. Лобовой прием воды является благоприятным в гидравлическом отношении, однако сор и шуга, прилипающие к решетке, трудно удаляются, так как они прижимаются к решетке динамическим давлением потока. При боковом или потолочном приеме воды сор и шуга, закупоривающие решетки, постепенно смываются потоком при прекращении отбора воды. Облегчается смыв сора с решеток обратным током воды.

Затопленные водоприемники обычно изготовляют на берегу на стапелях, затем спускают на воду и в плавучем состоянии доставляют к месту установки. Затопленный водоприемник малой производительности наиболее просто осуществляется в виде "косого колена" самотечного трубопровода (рис. 4.4). Положение водоприемника фиксируют с помощью стальной опорной плиты, укрепленной на железобетонной опорной плите. Поступление воды в него происходит против течения в реке, что способствует меньшему завлечению сора и других взвесей из потока и более легкому удалению их при промывке обратным током воды. На судоходных и лесосплавных реках водоприемники выполняют из железобетона (рис. 4.5).

Затопленный железобетонный водоприемник с боковым приемом воды:

Рис. 4.5. Затопленный железобетонный водоприемник с боковым приемом воды:

1,2 – минимальный зимний и летний уровни; 3 – лед; 4 – загрузка галечником или тощим бетоном

Двухсекционный водоприемник с двусторонним приемом воды (рис. 4.6) имеет удобообтекаемую форму. Понтон выполнен сварным из стали. Самотечные водоводы пропущены через понтон и заглушены с внешней стороны. Их можно снимать при необходимости очистки самотечных трубопроводов.

Затопленный водоприемник стальной с двусторонним приемом воды

Рис. 4.6. Затопленный водоприемник стальной с двусторонним приемом воды:

1 – водоприемное отверстие; 2 – стальной корпус; 3 – заглушка; 4 – самотечные водоводы

Водоприемные раструбы выполнены изогнутыми косыми, что позволяет увеличить водоприемные отверстия. Изгиб раструбов исключает поперечное протекание воды через противоположные отверстия водоприемника.

Конструкции водоприемных устройств весьма разнообразны и зависят от количества забираемой воды, гидрогеологических и ледовых условий, при этом все они должны отвечать требованиям рыбозащиты. Существует три типа оголовков: затопленные (наиболее широкое распространение для хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения), затапливаемые высокими водами (обслуживаются с берега в межень, при этом в паводок недоступны для профилактики), незатаиливаемые (для повышения надежности крупных водозаборов, характеризуются высокими инвестиционными затратами).

Водозаборные сооружения ковшового типа (или водо- приемный ковш) представляют собой специально обустроенный искусственный канал, образованный верховой дамбой, применяемый для частичного осветления воды и (или) для борьбы с шугой (рис. 4.7). Шуга – это скопление рыхлого губчатого льда в водной толще или на поверхности водоема, появляющееся перед ледоставом или весной во время ледохода. Искусственный канал предназначен для уменьшения скорости течения воды до 5...15 см/с. В конце водоприемного ковша устраивают береговой водозабор совмещенного типа (см. рис. 4.1). Водоприемный ковш обычно располагают на устойчивом глубоководном участке реки, где не наблюдаются русловые или береговые шугозажоры и ледяные заторы.

Водозаборные сооружения ковшового типа

Рис. 4.7. Водозаборные сооружения ковшового типа:

а – с наносной шпорой; б – с самопромывающимся входом; 1 – наноснозащитная шпора; 2 – совмещенный водозабор берегового типа с насосной станцией; 3 – низовая дамба незатопляемая; 4 – верховая дамба, затопляемая в половодья; 5 – регулятор; L – длина до водоразборного узла; Вдширина ковшового водоразбора

Водоприемные ковши с наносной шпорой (рис. 4.7, а) применяют на реках, для которых не характерны образование шугозажоров или особо тяжелые условия весеннего ледохода. Переливающееся через гребень наноснозащитной шпоры течение воды формирует винтовые потоки воды, которые размывают отложение наносов у входа в водоприемный ковш. Гребень наноснозащитной шпоры не должен затапливаться в период шугохода.

Водоприемные ковши с самопромывающимся входом (рис. 4.7, б) предназначены для поддержания у входа увеличенной глубины воды. Верховая дамба затопляется в периоды половодья, а низовая дамба не затопляется, при этом аналогично формируются винтовые потоки воды, которые размывают отложение наносов.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы