Техника и технология водоснабжения и канализации Тема Источники водоснабжения и водозаборные сооружения. Вопросы
 Скачать 0.74 Mb.
|
Раздел 2. Техника и технология водоснабжения и канализацииТема 3.Источники водоснабжения и водозаборные сооружения.Вопросы:1. Источники водоснабжения: виды источников, требования, предъявляемы к качеству воды различными потребителями, технико-экономические обоснования выбора.2. Виды водозаборных и водоприемных сооружений.3. Организация зон санитарной охраны поверхностных и подземных источников.Классификация систем водоснабжения
Согласно Основам водного законодательства Российской Федерации, водные объекты предоставляются в пользование прежде всего для удовлетворения питьевых и бытовых нужд населения, при этом они могут состоять в обособленном или совместном пользовании. При размещении водопользователей, изменении характера водопользования и отрицательном воздействии его на состояние вод должны обеспечиваться рациональное их использование и первоочередное удовлетворение нужд населения. В интересах охраны здоровья населения права водопользователей могут быть пересмотрены, ограничены или прекращены отдельные виды водопользования без ущемления интересов хозяйственно-питьевого водоснабжения. Водный объект может быть предоставлен в краткосрочное (до 3 лет), долгосрочное (до 25 лет) или бессрочное (постоянное) пользование. Для коммунального водоснабжения водные объекты предоставляются, как правило, в бессрочное пользование. Количество воды, которое разрешается забирать, зависит от количества и качества водных ресурсов в данном бассейне и их распределения по отраслям народного хозяйства в соответствии со схемами комплексного использования и охраны вод и водохозяйственными балансами. Источник выбирают с учетом выполнения общих требований к составу и свойствам воды поверхностных водоисточников у пунктов хозяйственно-питьевого водопользования, специальных требований к качеству воды, установленных Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. Кроме того, вода в выбранном источнике не должна содержать вредные вещества (перечень которых включает более 450 наименований) в концентрациях, превышающих предельно допустимые. Качество воды в реке оценивают в створе, удаленном от намечаемого водозаборного створа на расстояние не менее 1 км выше по течению, а на непроточных водоемах и водохранилищах — да расстояние 1 км в обе стороны от водозабора. Природные источники делят на две основные группы: - поверхностные источники, - подземные источники. Особое место занимают атмосферные воды – это атмосферные осадки, которые собирают в искусственных сооружениях, например, резервуарах- цистернах (такие источники долго использовались в Одессе, когда еще не было централизованного водоснабжения). В пустынных аридных зонах могут накапливаться дождевые воды, в северных районах используют растопленные снег и лед. К поверхностным источникам относят: - водотоки - реки, каналы, - водоемы - озера, водохранилища, пруды, моря. Достоинства поверхностных источников заключаются в следующем: - можно забирать много воды; - доступность, небольшие затраты на подачу воды; - минимальное содержание солей и низкая жесткость. Их недостатки: - загрязнены (в особенности бактериально); - колебания температур и качества по периодам года; - не защищены при чрезвычайных ситуациях и экологических катастрофах. По характеру водного режима все реки с незарегулированным стоком разделяются на три основные, группы: I — реки с весенним половодьем; II — с половодьем в теплую часть года; III — с паводочным режимом. Реки I и II групп характеризуются повторяющимися из года в год большими расходами воды в весенне-летний период различной продолжительности. В остальное время года наблюдается низкий (меженный) или несколько повышенный сток, иногда со случайными паводками. Реки III группы отличаются резкими кратковременными, но часто повторяющимися паводками и малым стоком в межпаводковые периоды. Внутри этих групп выделяют 10 типов рек. I группа рек делится на 5 типов соответственно регионам, где тот или иной тип рек наиболее распространен. II группу подразделяют соответственно на 2 и III — на 3 типа. Наибольшее распространение имеют реки с весенним половодьем. В них, в зависимости от их величины и района расположения, в течение весеннего половодья (при таянии снега) проходит 50...100 % годового стока. Характерные черты режима рек сохраняются на всем их протяжении только тогда, когда весь водосборный бассейн находится в одной ландшафтной области и режим рек формируется под влиянием климатических факторов, изменяющихся лишь во времени. В противном случае река может иметь разнотипный режим, что характерно для крупных рек. Типизация рек по источникам питания
Примечание: S — снеговое питание, R — дождевое, G — ледниковое, V — подземное. Основную роль в формировании запасов подземных вод, используемых для водоснабжения, играют инфильтрационные и конденсационные процессы. Инфильтрационные процессы приводят к накоплению в земной коре воды в результате:
В зависимости от строения почв, грунтовые потоки делят на категории:
Безнапорные потоки в том случае, когда водоносный слой насыщен водой не на всю высоту, а напорные потоки – при полном насыщении водоносного пласта, находящегося между двумя водонепроницаемыми пластами. Атмосферные осадки Лобовой прием Нисходящий родник Верховодка Уровень воды Восходящий родник Река Фонтанирующая (артезианская) скважина Водоупор Межпластовая вода Безнапорная скважина Напорная скважина Условный геологический разрез По характеру залегания различают следующие виды подземных вод: 1) Верховодка - воды, которые образуются при просачивании атмосферных осадков сквозь хорошо фильтрующие породы вследствие накопления на преграде. 2) Грунтовые безнапорные воды образуются при фильтровании поверхностной или атмосферной воды и скопления ее над первыми от поверхности земли водоупорными пластами. Количество и качество этой воды также зависит от гидрометеорологических факторов и колеблется по сезонам года. 3) Межпластовые воды делятся на: напорные и безнапорные. Они находятся между двумя пластами водоупора и считаются самыми лучшими для питьевого водоснабжения, так как обеспечивают самую высокую санитарную надежность (защищены от загрязнений). 4) Подрусловые (инфильтрационные воды) имеют качество грунтовых вод и являются промежуточными между подземными и поверхностными водами. 5) Родники (ключи) - разновидность межпластовых вод, выходящих на поверхность земли, как правило, на склонах. Являются прекрасным водоисточником, но имеют ограниченный дебит и могут использоваться только для небольших потребителей. Различают происхождение подземных вод:
Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации. Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:
Очистка воды от механических загрязнений Ил, песок, грязь, ржавчина, окалина - это лишь неполный список механических загрязнителей воды в водопроводах. По этому механические фильтры являются неотъемлемой составляющей практически любой системы очистки воды. Современная водоподготовка позволяет применять фильтры как простой конструкции, так и с использованием автоматики, которая дает возможность значительно снизить регулярность обслуживания систем, существенно экономить на замене фильтрующих элементов и засыпок. Удаление железа и марганца Воду из глубоких скважин или водопроводов с артезианским водозабором как правило, приходится очищать от железа и марганца. Такая водоочистка стала доступна благодаря использованию современных реагентов и технологий. Фильтры-обезжелезиватели устанавливаются в системы очистки воды совместно с механическими и позволяют очищать воду не только от ржавчины, но и от растворенных форм железа и марганца. Умягчение воды Если мыло не намыливается, в чайнике образуется накипь, а на сантехнике известковый налет – значит вода, которая течет у вас из-под крана жесткая. Излишняя жесткость негативно влияет не только на здоровье человека, но и на бытовую технику. Для умягчения воды используются фильтры-умягчители. Удаление цвета, привкуса и запаха В народе считается, что вода из неглубоких скважин, колодцев и родников чистая и вкусная… А правда ли это? В холодной воде ощущения вкусов и запахов притупляется. Попробуйте нагреть ее до температуры 25 – 30 °С и сразу станет понятно, какая она на самом деле. Водоподготовка с использованием органолептических фильтров также необходима в населенных пунктах, где используется хлорирование. Хлор активно убивает бактерии, но при этом образует хлорорганические соединения вредные для здоровья. Обратноосмотические системы Водоочистка на молекулярном уровне – совсем не роскошь, доступная только производителям бутилированной воды. Обратный осмос используется повсеместно, где необходимо получать воду наивысшей степени очистки. Обеззараживание Водоподготовка не только включает в себя очистку от механических примесей, но и обеззараживание. Это особенно актуально, если необходимо получать питьевую воду. Наиболее распространенный, безопасный и эффективный способ – ультрафиолетовое обеззараживание. Обеспеченность расходов и уровней поверхностных источников в зависимости от требований бесперебойности подачи воды потребителю
Водозаборные сооружения – это сложный гидротехнический комплекс, предназначенный: - обеспечить с необходимой надёжностью забор расчётного расхода воды и подачу его потребителю; - защитить систему водоснабжения от попадания в неё сора, планктона, наносов, льда и т. п.; - защитить молодь рыбы от попадания в водоприёмник. Водозабор - комплекс сооружений, включающий водоприемник, колодец, насосную станцию первого подъема. В настоящем издания принята следующая терминология: водоприемником называется часть водозаборного сооружения, служащая для непосредственного приема (забора) воды из источника. При определенной компоновке водоприемного узла понятия водоприемника и водозабора могут совмещаться. Водозаборные сооружения должны быть рассчитаны на эксплуатацию в обычных, а также редко повторяющихся условиях при следующих возможных осложнениях: - максимальном и минимальном уровнях воды в источнике с обеспеченностью от 90 до 97 %; - образование внутриводного льда и шуги; транспортирование наносов, сора, топляков; - судоходство, лесосплав, регулирование стока на ГЭС, отбор воды для других целей; - переформирование русла и побережья; - волнение, нагон сора и льда; - развитие ракушки, планктона, водорослей и т. п. При этом водозаборы должны быть: - достаточно просты конструктивно; - не вызывать затруднений при эксплуатации; - экономичны; - надёжны. Следует отметить, что требования простоты конструкции и экономичности находятся в противоречии с требованием надёжности. Так, для обеспечения надёжной работы в перечисленных выше условиях необходимо строить более сложные сооружения. Способ решения проблемы – технико-экономическое сравнение нескольких вариантов. Сооружения для забора вод из поверхностных источников разделяют следующим образом: - по типу водоёма: речные; водохранилищные; озёрные; морские и канальные; - по назначению: хозяйственно-питьевые; производственные (технические); оросительными. - по длительности периода эксплуатации: постоянные; временные. - по производительности: малые – до 1 м3/с; средние – 1-6 м3/с; большие – более 6 м3/с. - по категории надёжности подачи воды: а) первой категории – не допускается перерыв в подаче, возможно снижение расхода на 30% сроком до 3-х суток; б) второй категории – допускается перерыв в подаче воды до 5 часов, возможно снижение расхода на 30% сроком до одного месяца; в) третьей категории – допускается перерыв в подаче воды до 24 часов, возможно снижение расхода на 30% сроком до одного месяца. - по компоновке основных сооружений: совмещённые (всё в одном сооружении); раздельные; комбинированные. - по месту расположения водоприёмника: береговые; русловые. - по характеру подвижности: стационарные; фуникулёрные; плавучие. Для поверхностных источников выделяют, следующие виды водозаборных сооружений:
Наибольшее распространение получили береговые и русловые водозаборы. У береговых водозаборов водоприёмные отверстия всегда доступны для обслуживания, что важно для обеспечения бесперебойной подачи воды. У русловых водозаборов водоприёмные отверстия находятся на некотором расстоянии от берега. Они не всегда доступны для обслуживания, особенно в период ледостава и ледохода. Поэтому по надёжности подачи воды береговые водозаборы на категорию выше, чем русловые. При выборе места расположения, типа и конструктивной схемы водозаборных сооружений необходимо учитывать: - назначение водозабора и предъявляемые к нему требования; - наличие в источнике необходимых глубин для размещения водозабора; - качество воды в источнике должно соответствовать санитарным требованиям; возможность организации зон санитарной охраны. - требования надёжности и бесперебойности подачи воды потребителю; - требования судоходства и органов рыбоохраны; - гидрологические, топографические, геологические, гидрогеологические условия; - условия строительства сооружений и их последующей эксплуатации и перспективы водохозяйственных мероприятий на данном водоисточнике; - возможность наиболее простого и экономичного способа забора воды. Место забора воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения должно приниматься выше по течению водотока: - выпусков сточных вод (с учетом возможного подпора и нагона воды против течения); - населённых пунктов (с учетом перспективы развития); - расположенных на берегу кладбищ и скотомогильников; - стоянок судов; - оврагов, ручьев, островов, балок; - и ниже притоков с большим количеством наносов; - товарно-транспортных баз и складов, лесных бирж и т.п. Водозаборные сооружения берегового типа 1 - водоприемный колодец , отделения: 1а – водоприёмное, 1б - водозаборное (всасывающее), 3 - балкон, 4 - окно с сеткой, 5 - приямок, 6 - удаляющий эжектор, 7 - напорный трубопровод насосной станции первого подъёма, 8 - насосная станция первого подъёма, 9 – помещение для управления, 10 - подъёмно - транспортное оборудование, 11 - устройство для промывки сеток При значительных колебаниях уровней воды в реке и широкой пойме русловые водозаборы могут иметь несколько оголовков и соединительных водоводов, расположенных в нескольких ярусах. Однако чаще в таких условиях устраивают комбинированные водозаборы Комбинированные водозаборы позволяют в наилучшей степени приспособить сооружения к профилю реки в выбранном створе и получить надёжное и вполне экономичное решение. Насосная станция разделена с береговым колодцем. Водоводы самотечные Применяется при условиях: - слабой несущей способности береговых грунтов (супесь, суглинок, песок); - незначительной амплитуде колебаний уровней воды в реке (до 6-8 м); - использование насосов с допустимой высотой всасывания более 3-4 м; - производительности до 1 м3/с. Насосная станция разделена с береговым колодцем. Водоводы сифонные. Применяется при условиях: - скальных и полускальных грунтах берега (скала, известняк и т. п.); - незначительной амплитуде колебаний уровней воды в реке (до 6-8 м); - использование насосов с допустимой высотой всасывания более 3-4 м; - производительности до 1 м3/с. Насосная станция примыкает к береговому колодцу. Водоводы самотечные или сифонные. Применяется при сложении берега из скальных и полускальных пород (скала, известняк и т. п.). С незатопляемым водоприёмником и с самотечными линиями. Применяется для водоснабжения крупных и ответственных потребителей. Производит забор воды с нескольких горизонтов. Насосная станция совмещена с береговым колодцем. Насосы вертикальные марки А, АТН. Применяется при условиях: - большой глубине берегового колодца; - значительной амплитуде колебаний уровней воды в реке (6-14м). - берег и дно реки сложено нескальными породами; - производительность до 1 м3/с. Насосная станция совмещена с береговым колодцем. Насосы вертикальные марки ЭЦВ. Применяется при условиях: - большой глубине берегового колодца; - значительной амплитуде колебаний уровней воды в реке (6-14м). - берег и дно реки сложено нескальными породами; - производительность до 1 м3/с. - насосная станция оборудуется вертикальными насосами. Водоприемник (оголовок) - гидротехническое сооружение, расположенное в водоеме (водотоке), предназначенное не только для приема воды из источника, но и для укрепления и защиты от повреждений концов трубопроводов в русле источника. Классификация водоприемников: 1. По способу приема воды: открытые поверхностные, глубинные, донные, фильтрующие, инфильтрационные, комбинированные. 2. По месту расположения: береговые, русловые. 3. По расположению относительно уровня воды: затопленные, затопляемые при высоких уровнях воды, незатопляемые (крибы). 4. По расположению водоприемных отверстий и направлению втекающего потока воды : а) с отверстиями - горизонтальными, вертикальными, наклонными; б) с втеканием - лобовым, боковым, низовым; в) с приемом воды – односторонним, двусторонним. 5. По конструкции: ряжевые, свайные, трубчатые, бетонные, бетонные в металлическом кожухе, железобетонные, с вихревыми камерами. 6.По числу секций: двухсекционные, трехсекционные и более. Схемы приема воды Низовой прием Боковой прием Боковой прием Лобовой прием Затопляемые оголовки недоступны для обслуживания только в отдельные периоды времени - половодье, паводок. Однако эти периоды непродолжительны. Кроме того, в это время не бывает осложнений с обмерзанием решеток. Ориентация отверстий влияет на засорение решеток сором, водорослями, шугой. Различно и поступление донных наносов, по-разному происходит промывка решеток. Дешевые, не мешают транспорту и лесосплаву, не воспринимают нагрузок от ледохода и ледового покрова. Они имеют самое широкое распространение. Незатопляемые оголовки наиболее надежны, поскольку всегда доступны для обслуживания, однако стоимость их значительно больше, чем затопленных оголовков. Особенно дороги русловые незатопляемые оголовки, в частности, они, должны быть рассчитаны на статическое и динамическое давление льда. Поэтому затопленные оголовки – наиболее распространенная конструкция. Применяют для повышения надежности, в основном на водохранилищах и озерах. Раструбный свайный незащищенный оголовок: 1 - раструб; 2 - самотечный или сифонный водовод; 3 - сваи; 4 - сороудерживающая решетка Рекомендуемые размеры, м: А=3,5...5 м; Б=3,6...4,1 м; Г=2,5...2,7 м; Д=1,6,..1 м, Н=1,3....1,5 м На небольших реках, не используемых для лесосплава и судоходства с относительно легкими природными условиями при малой (от 0,02 до 0,2 м3/с) производительности водозабора. Достоинства: простой, компактный, экономичный. Недостатки: вносит возмущения в поток, труднодоступный, боится ударов, требует установки рыбозаградителей. Простейшими и самыми дешевыми являются раструбные свайные незащищенные оголовки. Их раструб может располагаться не только вертикально, как показано на схеме, но и наклонно или горизонтально. Иногда для их защиты от плывущих предметов выше по течению забивают защитные сваи. Стальные незащищенные оголовки: а - трубчатый; б - тарельчатый; 1 - заглушка, 2 - сороудерживающая решетка; 3 - водоприемная труба; 4 - приемный раструб; 5 - вертикальный патрубок; - врезной соединительный патрубок; 7 - фланец На реках, не используемых для лесосплава и судоходства с относительно легкими природными условиями, при небольшой (до 0,4 м3/с) производительности водозабора. Достоинства: сборные, простые, недорогие, быстросменяемые. Недостатки: вносят значительные возмущения в поток, труднодоступные, требуют устройства рыбозаградителей. Ряжевые оголовки изготавливаются в виде сруба из бревен на берегу со смонтированными раструбами и концами самотечных линий. Такая плавучая конструкция буксиром транспортируется к месту установки и затапливается с пригрузом камнями. Ряжевый оголовок может быть устроен без раструбов, а с фильтрующей засыпкой из гравия или щебня в полости сруба. Такой оголовок частично осветляет воду и обеспечивает рыбозащиту. Прием воды осуществляется передним фронтом сооружения, который может иметь большую площадь и обеспечивать среднюю производительность водозабора. Деревянный ряжевый оголовок с боковым приемом воды: 1 - сороудерживающие решетки; 2 - водоприемный раструб; 3 - каменная наброска; 4 - ряж; 5 - самотечные или сифонные водоводы. Рекомендуемые размеры, м: А=6,5...17,4 м; Б=2,5...3,5 м; Г=2,7...3,1 м; Д=1,8...2,2 м; Н=1,5...1,9 м На реках с небольшими глубинами, средними природными условиями при небольшой (до 1 м3/с) производительности водозабора. Достоинства: простой, недорогой. Недостатки: трудоемкий в изготовлении, неиндустриальный, труднодоступный для осмотра и замены сороудерживающих решеток, требуют устройства рыбозаградителей. Деревянный ряжевый фильтрующий оголовок: 1 - ряж; 2 - самотечные или сифонные водоводы; 3 - каменная наброска. Рекомендуемые размеры, м: А=10,2...17,2 м; Б=3 м; Г=3,3 м; Д=2,4 м; Н=2,1 м. На небольших реках с тяжелыми шуго-ледовыми условиями при небольшой (до 1 м3/с) производительности водозабора. Достоинства: простой, недорогой, не требует устройств рыбозаградителей. Недостатки: трудоемкий в изготовлении, неиндустриальный, труднодоступный, подвержен засорению и заилению. Железобетонный оголовок устраивается в виде железобетонной скорлупы на берегу, оснащается раструбами, транспортируется в русло, затапливается в проектном месте и утяжеляется каменной наброской. Получившаяся конструкция стойка к ударам, обтекаема потоками воды. Находит широкое применение на практике. Бетонный оголовок выполняется на берегу в виде корыта из листовой стали с распорками и раструбами. В таком виде он транспортируется к месту установки, затапливается и под водой заполняется бетоном. Его особенностью является двухстороннее расположение входных окон (2...4 окна в одной секции), что позволяет принимать большие расходы воды. Железобетонный раструбный защищенный оголовок с боковым приемом воды Железобетонный двухсекционный защищенный оголовок Водоприемник с вихревой камерой Круглый монолитный железобетонный оголовок Эллиптический монолитный железобетонный оголовок: Сборный железобетонный оголовок каплевидный Сифонный железобетонный оголовок Ковшевой водозабор представляет собой естественный или искусственный бассейн (каналы, заливы), подводящий воду к водоприёмнику. Скорость воды в ковше меньше, чем в реке, поэтому он применяется для предварительного осветления воды и для защиты водозабора от шуги. Ковшевые водозаборы применяют для крупных ответственных водозаборов, чаще всего промышленных, производительностью до 25 м3/с (для хозяйственно-питьевых водопроводов от 100 тыс. до 1млн. м3/сут.). Водоприёмный ковш представляет собой искусственный залив, который образует дамба, вынесенная в русло реки, или отрытая в береге выемка. Проще и дешевле устраивать ковш в русле реки путём сооружения дамбы. Если ковш предназначен для борьбы с шугой и льдом, то верх дамбы должен быть выше уровня воды в период шугохода и ледохода. В другие периоды дамба может затапливаться. Если ковш используется для предварительного осветления воды, то дамба должна быть не затапливаемой. Вк L J0 1 3 Не затапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутый в реку, с затапливаемой в половодье верховой шпорой: Не затапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутый в реку: Вк L J0 1 2 3 4 J0 1 2 3 4 5 Не затапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутый в реку, с затапливаемой в половодье верховой и низовой шпорами: J0 1 2 3 С низовым входом и регуляторами: Зоны санитарной охраны (ЗСО) источников водоснабжения и водозаборных сооружений устанавливают с целью обеспечения их санитарно-эпидемиологической надёжности. Зона санитарной охраны для поверхностных источников водоснабжения должна состоять из трёх поясов:
50 м 50 м 100 м 200 м Первый пояс (пояс строгого режима) охватывает часть используемого водоёма в месте водозабора и территорию расположения водозаборных сооружений. Территорию первого пояса изолируют от доступа посторонних лиц, ограждают забором и озеленяют. На ней запрещаются:
Акватория первого пояса ограждается бакенами. Границы первого пояса ЗСО реки или канала устанавливаются в зависимости от местных условий, но во всех случаях:
Границы первого пояса санитарной охраны водохранилища или озера, используемого в качестве источника водоснабжения, должны быть: Второй пояс ЗСО включает источник водоснабжения и бассейн его питания, т. е. все территории и акватории которые могут оказать влияние на качество воды источника, используемого для водоснабжения. Границы второго пояса ЗСО должны быть:
Границы третьего пояса ЗСО поверхностного источника водоснабжения должны быть вверх и вниз по течению водотока или во все стороны по акватории водоёма такими же, как для второго пояса. Боковые границы - по водоразделу, но не более 3 – 5 км от водотока или водоёма. В зависимости от конкретных условий для приема подземных вод могут применяться сооружения следующих типов:
3 1 2 3 3 2 2 1 1 а) б) в) 1 2 1 1 а) 3 2 3 б) 2 3 в ) 1 2 а) 3 2 1 б) 3 а) . в ) г) . 2 б. 3 2 1 3 2 1 3 3 1 1 2 1 3 3 1 а) 2 б) . Скважины - вертикальный водозабор, является наиболее распространенным сооружением для захвата подземных вод в различных условиях. Глубина скважины определяется глубиной залегания и мощностью водоносного горизонта и может лежать в пределах от 5 до 1000 м. Обычно, для водоснабжения используют скважины глубиной до 150 м, реже до 300 м, совсем редко до 800 м и более. Шахтные колодцы - вертикальный водозабор, применяется, как правило, во-первых, от поверхности безнапорных водоносных горизонтах (грунтовые воды, верховодка), сложенных рыхлыми породами (песками, галечниками), мощностью не более 10 м. Применяются для забора безнапорных вод при ограниченной глубине их залегания до 20...40 м, исходя из параметров машин для изготовления колодцев. Бывают любой формы. Шахтный колодец: 1 – отмостка; 2 – вентиляционная труба; 3 – глиняный замок; 4 – железобетонные кольца (в зоне приема воды с вставками из пористого бетона); 5 – отстойник-накопитель (зумпф); 6 – водоносный грунт; 7 – водоупорный грунт Горизонтальные водозаборы - дрены, галереи, штольни - устраиваются для захвата воды из безнапорных пластов при их мощности до 8м. Преимущественно располагают их вблизи поверхностных водоемов. Комбинированные водозаборы состоят из горизонтальных дрен (галерей, штолен) с системой, соединенных с ними, вертикальных скважин. Сооружения такого типа целесообразно применять при наличии, наряду с основным каптируемым водоносным горизонтом, более глубоких напорных вод. Горизонтальный водозабор трубчатого типа: 1 – сборный колодец; 2 – смотровой колодец; 3 – одерновка; 4 – дренажная обсыпка (галька); 6 – переливная труба; 7 – дренажная водосборная труба; 10 – железобетонные кольца; 13 – вентиляционная труба; 16 – водоупорный пласт Лучевые водозаборы - представляют собой водонепроницаемые шахтные колодцы с расходящимися из них горизонтальными лучами скважинами. Лучевые водозаборы устраивают при глубине залегания водоносных пластов для 15 - 20м и их мощности не более 20м. Шахтные колодцы в этом случае служат для сбора воды из горизонтальных скважин. Каптажи источников (родников) устраиваются в виде сборных камер или не глубоких колодцев и применяются для захвата подземных вод при концентрированном их выходе на поверхность в виде восходящих или нисходящих родников. река берег а. река берег б. река берег в. река берег г. д. а, б - подрусловый располагается под дном реки (с шахтой на берегу или в русле); в - береговой - при расположении лучевого водозабора на берегу вблизи реки; г - комбинированный - водосборная шахта и часть лучей на берегу реки, а другая часть лучей под руслом реки; д - водораздельный - при расположении лучевого водозабора на значительном расстоянии от источников питания. В зависимости от расположения относительно источника питания выделяют следующие типы лучевых водозаборов Каптаж родников: а – восходящих, б – нисходящих; 1 – расходная труба; 2 – переливная труба; 3 – железобетонный колодец; 4 – вентиляционная труба; 5 – одерновка; 6 – глинощебеночная отмостка; 7 – нагорная канава; 8 – плотно утрамбованный глинистый грунт; 9 – скальный грунт; 10 – слой гравия; 11 – гравийная дренажная обсыпка; 12 – фильтр из гальки и гравия; 13 – водоприемные отверстия; 14 – засыпка из песка; 15 – железобетонная плита днища; 16 – водоупорный пласт; 17 – водоносный слой; Выбор типа и схемы водозабора определяется гидрогеологическими условиями, производительностью водозабора и технико-экономическими соображениями. Наряду с выбором типа водозабора важным является определение схемы его расположения на местности. Например, в долинах рек с постоянным поверхностным стоком и при возможности фильтрации речных вод в водоносный пласт водозаборные сооружения любого типа следует располагать вдоль берега реки. В артезианских бассейнах (вдали от поверхностных источников) схема расположения водозабора определяется технико-экономическим сравнением различных вариантов. При этом захват подземных вод стремятся осуществить возможно ближе к потребителю. Требуемая категория надёжности подземного водозабора при использовании скважин может быть обеспечена выбором соответствующего количества резервных скважин и правильной трассировкой сборных водоводов. Число резервных скважин принимается в соответствии с рекомендациями табл. 10 СНиП 2. 04. 02 - 84.
Размещение скважин на местности определяется гидрологическими условиями. Наиболее характерным является размещение водозаборов в долинах рек (озёр, водохранилищ) и в артезианских бассейнах. В долинах рек горизонты подземных вод питаются за счёт фильтрации воды из поверхностного источника. Поэтому скважины целесообразно размещать перпендикулярно потоку подземных вод вдоль русла реки. В этом случае скважины располагают в линейный ряд на некотором расстоянии от берега. В артезианских бассейнах подземные воды залегают на определённой площади и не имеют выраженного направления движения. Поэтому скважины целесообразно размещать так, чтобы осуществить забор воды со всей площади бассейна. В этом случае применяют площадочное или кольцевое размещение скважин. Расстояние между скважинами определяется на основании гидрогеологических расчётов. Сборные водоводы 2 на водозаборах подземных вод предназначаются для транспортировки воды от скважин 1 до сборных узлов 3, а в случаях, когда сборные узлы не проектируют - до очистных сооружений или в распределительные сети потребителей. Схемы сборных водоводов могут быть линейными (тупиковыми), кольцевыми и парными. Линейные водоводы наиболее распространены и применяются как при линейных,так и при площадочных или кольцевых схемах расположения скважин Линейные водоводы в одну нитку применяются только при концевом расположении сборного узла, в случае, если допускается перерыв в подаче воды. Например, вторая категория надёжности допускает перерыв в подаче воды не более чем на шесть часов, а третья категория на 24 часа (п. 4.4, СНиП 2.04.02-84). Граница первого пояса ЗСО устанавливается на расстоянии не менее 30 м от водозабора при использовании защищенных подземных вод (защищенными являются напорные воды). Так как рассмотрен групповой водозабор, граница первого пояса удалена от крайних скважин на 30 м. Зона строгого режима запрещает строительство промышленных предприятий, сельскохозяйственной деятельности и т. п. Размеры зон ограничений определяются гидрогеологическими условиями расположения скважин и временем движения частиц загрязненной жидкости от границ зоны до водозабора, в течение которого происходит естественная очистка бактериально или химически загрязненных вод. В состав ЗСО входят три пояса: первый – строгого режима; второй и третий – ограниченный. Вопросы:1. Виды источников водоснабжения и их основные характеристики2. Основные показатели качества воды, требования, предъявляемы к качеству воды различными потребителями3. Технико-экономические обоснования выбора источника водоснабжения4. Основные виды водозаборных сооружений.5. Устройство водоприемных сооружений6. Организация зон санитарной охраны поверхностных источников.7. Классификация водозаборных сооружений для забора воды из поверхностных источников8. Устройство водозаборных сооружений берегового типа9. Устройство водозаборных сооружений руслового типа10. Устройство ковшевых водозаборных сооружений11. Устройство водозаборных сооружений подземных источников12. Организация зон санитарной охраны подземных источников |