16)Сооружения для приема поверхностных вод: береговые и русловые водоприемники совмещенного и разделенного типа, водоприемники специального назначения (ковшовые, инфильтрационные и др.)

Береговой водозабор. Водозаборные сооружения берегового типа устраивают при сравнительно крутых берегах рек. Водозаборное сооружение состоит из водоприёмного берегового колодца и насосной станции. По фронту водоприёмный колодец разделяется на отдельные секции, число которых принимается равным двум или числу всасывающих линий. Каждая из секций водоприёмного колодца разделена перегородкой на две камеры: приёмную и всасывающую, куда опускаются всасывающие трубы насосов. Вода из реки поступает в приёмную камеру через отверстия, оборудованные с наружной стороны съёмными решетками, а с внутренней – затворами дроссельного или шиберного типа. При большом колебании уровней воды в реке приёмные отверстия выполняют в два или три яруса. Верхние отверстия служат для забора верхних сравнительно чистых слоёв воды во время паводка.

Верх водоприёмного колодца должен возвышаться над самым высоким уровнем воды (СВУВ) не менее чем на 0,5 м. Над колодцем сооружают павильон, из которого управляют оборудованием

Русловый водозабор. Водозаборные сооружения руслового типа устанавливают при сравнительно пологих берегах, слабых грунтах и малых глубинах воды в реке. Вода поступает в береговой колодец по самотечным линиям. Водозаборное сооружение состоит из водоприёмного берегового колодца и насосной станции. По фронту водоприёмный колодец разделяется на отдельные секции, число которых принимается равным двум или числу всасывающих линий. Каждая из секций водоприёмного колодца разделена перегородкой на две камеры: приёмную и всасывающую, куда опускаются всасывающие трубы насосов.

Верх водоприёмного колодца должен возвышаться над самым высоким уровнем воды (СВУВ) не менее чем на 0,5 м. Над колодцем сооружают павильон, из которого управляют оборудованием.

Водоприемники специального назначения:

Ковшовые водоприёмники. При образовании в реке глубинного льда или при высокой мутности воды целесообразно забирать воду не непосредственно из реки, а из искусственного залива, так называемого ковша. Размеры ковшей определяют из условия всплывания глубинного льда или выпадения взвешенных веществ. Ковши могут быть с низовым входом – устье по течению, и с верховным входом – устье против течения. Ковши с низовым входом питаются в основном придонными струями, а ковши с верховным входом – поверхностными струями. Потому ковш первого типа целесообразно применять при борьбе с глубинным льдом, а ковш второго типа – для осветления воды.

Спаренные ковши применяют для борьбы с глубинным льдом и для осветления воды в разное время года.

Ковши могут быть вырыты в береге реки или вынесены в её русло. Во втором случае ковш отгораживается дамбами. Конструкция сооружений для забора воды из ковшей не отличается от конструкции обычных речных водозаборных сооружений.

Инфильтрационные водоприемники. Отбор воды из насыщенного водой грунта приводит к усиленному поступлению воды из реки в грунт. Таким образом, фактически колодец не только забирает воду, насыщающую грунт, но подсасывает речную воду, которая предварительно фильтруется через грунт. Этот характер работы отразился и на самом названии водосборов -- инфильтрационные.

Поступающий из реки в грунт инфильтрат может вызвать интенсификацию процесса заиления (кольматации) поверхности ложа реки взвесью, содержащейся в речной воде. Поэтому скорости фильтрации воды из реки в грунт не должны быть значительными.

Использование водосборов инфильтрационного типа для получения речной воды имеет весьма большие преимущества. Во-первых, получаемая вода почти полностью освобождается от взвеси, содержащейся в речной воде, и цветность ее понижается; во-вторых, фильтрация воды через грунт часто значительно повышает ее санитарные качества; в-третьих, исключаются затруднения, связанные с приемом воды из шугоносных рек. Кроме того, инфильтрационные водоприемники позволяют успешно забирать воду из рек с малой глубиной, а также из рек с неустойчивым руслом.

Обычно трубчатые колодцы, располагаемые вдоль русла реки, соединяются сифонными линиями, подводящими воду к насосной станции.

17)Сооружения для забора подземной воды

Тип и схемы размещения сооружений для забора подземных вод зависит от глубины залегания и мощности водоносного горизонта. Выбор их производится по геологическим и гидрогеологическим изысканиям и другим природным особенностям района.

Водозаборные сооружения для приема подземных вод подразделяются на водозаборные скважины, шахтные колодцы, горизонтальные и лучевые водозаборы.

Водозаборные скважины используются для приема безнапорных и напорных подземных вод с глубин более 10 м. Устраиваются они путем бурения колодцев, стенки которых крепятся обсадными трубами. В нижней части скважины в пределах водоносного пласта устанавливается фильтр, который может быть дырчатым, щелевым, сетчатым, проволочным, гравийным, каркасностержневым, блочным. Тип фильтра выбирается в зависимости от глубины скважины и характера водоносных пород. Учитывается также качество забираемой воды, условия и режим эксплуатации скважины.

Шахтные колодцы применяются для забора подземных вод, залегающих на глубине до 30 м.

Сооружаются колодцы из бетона, железобетона, кирпича, гранитных камней или дерева. Шахтные колодцы дороже водозаборных скважин и при их эксплуатации труднее поддерживать надлежащее санитарное состояние.

Горизонтальные водозаборы применяются для приема грунтовых вод, залегающих на глубине до 8 м и при малой мощности водоносного горизонта. Чаще всего их размещают вблизи открытых водоемов. Водозаборы выполняют из бетонных, железобетонных, асбестоцементных или керамических труб с круглыми или щелевыми отверстиями. В состав сооружения горизонтального водозабора входят: водоприемная часть, водоводы, смотровые колодцы и сборная камера. Для предотвращения выноса частиц грунта водосборные трубы обсыпают гравием (дренажная обсыпка). Горизонтальные водозаборы работают эффективно при наличии широкого потока подземных вод.

Лучевые водозаборы применяются для приема воды из водоносных горизонтов небольшой мощности (до 10 м), распо-ложенных на глубине до 50 м, а также при возникновении необходимости в использовании инфильтрационных вод (из рек и искусственных бассейнов). Эти водозаборы являются разновидностью шахтных колодцев и состоят из камеры, системы горизонтальных скважин, отходящих от камеры в радиальных направлениях (в виде лучей), и наземного павильона.

При наличии нескольких водоносных горизонтов применяются многоярусные лучевые водозаборы.

Недостатком лучевых водозаборов являются трудоемкость бурения горизонтальных скважин и необходимость сооружения для надежного снабжения потребителей водой минимум двух шахт.

19.Транспортирование воды к потребителям осуществляется по водоводам, соединяющим отдельные элементы системы водоснабжения, и водопроводным сетям, распределяющим воду по территории данного объекта.  Водопроводная сеть является одним из элементов системы водоснабжения. Работа водопроводной сети неразрывно связана с водоводами, насосными станциями и регулирующими емкостями.

Классификации систем водоснабжения

Все многообразие встречающихся на практике систем водоснабжения можно классифицировать по следующим основным признакам:

по характеру используемых природных источников

- водопроводы, получающие воду из поверхностных источников (реки, озера, моря и т.д.);

- водопроводы, забирающие воду из подземных источников (артезианские, грунтовые и т.д.);

- водопроводы смешанного питания (при использовании различных видов водоисточников);

по назначению

- хозяйственно-питьевые;

- производственные;

- сельскохозяйственные;

- противопожарные и т.д.;

Перечисленные типы водопроводов могут быть как самостоятельными, так и объединенными. Объединяют водопроводы в том случае, если требования, предъявляемые к качеству воды одинаковые или это выгодно экономически.

по территориальному признаку

- локальные (одного объекта);

- групповые или районные, обслуживающие группу объектов;6

по способам подачи воды

- самотечные (гравитационные);

- напорные (с механической подачей воды с помощью насосов);

по кратности использования потребляемой воды (для предприятий)

- прямоточные;

- с последовательным использованием воды;

- оборотные;

- замкнутые;

по видам обслуживаемых объектов

- городские;

- поселковые;

- промышленные;

- железнодорожные и т.д.

по территориальному охвату

- местные;

- районные;

- групповые;

- внеплощадочные;

- внутриплощадочные;

По способу доставки и распределения воды

- централизованные;

- децентрализованные;

- комбинированные.

Для передачи и распределения воды потребителям служат водоводы и водопроводные сети, которые являются одними из основных элементов системы водоснабжения. Работа их неразрывно связана с другими сооружениями: насосными станциями, аккумулирующими емкостями. Водоводы, как правило, служат для транспортирования воды и различаются в зависимости от места в системе: водоводы первого подъема предназначены для передачи воды от насосной станции первого подъема до очистных сооружений (в некоторых случаях- до сети); водоводы второго подъема служат для транспортирования воды от водоочистного комплекса до сети; водоводы, соединяющие сеть с напорно-регулирующими емкостями. По способу подачи воды водоводы могут быть нагнетательными или самотечными. В нагнетательных водоводах сопротивление при движении воды преодолевается за счет напора, создаваемого насосами. В самотечных водоводах транспортировка воды осуществляется при наличии перепада высот.

В отличие от водоводов, водопроводная сеть предназначена не только для транспортирования, но и для распределения воды потребителям. Она должна обеспечивать надежную работу при наименьших затратах на строительство и эксплуатацию как собственно сети, так и насосных станций и напорно-регулирующих резервуаров. Водопроводные сети по конфигурации в плане бывают разветвленные и кольцевые. Кольцевая сеть, в отличие оттупиковой, обеспечивает достаточно надежное снабжение водой потребителей и противопожарные нужды, создает благоприятные условия для смягчения гидравлического удара, но имеет более высокую строительную стоимость. В коммунальных и производственных водопроводах, как правило, применяется кольцевая сеть. Разветвленные сети сооружают в небольших поселках (при диаметре труб до 100 мм), когда допустим перерыв в водоснабжении для ликвидации аварии и при устройстве специальных противопожарных емкостей.

Процессу проектирования водопроводных линий предшеству­ет изучение изыскательских материалов, связанных со строительст­вом основных сооружений и коммуникаций системы водоснабже­ния. На этом этапе собираются следующие исходные данные:

• состав потребителей воды и их требования к качеству воды;

• расположение потребителей воды на плане города;

• расчетные расходы воды: суточные, часовые и секундные, максимальные и минимальные;

• режим водопотребления;

• противопожарные требования потребителей воды.

При наличии этих данных начинается процесс проектирования, который можно разделить на три этапа. 

1. Подготовка сети к гидравлическому расчету. Этот этап сводится к выбору вида сети, трассировке водопроводов и сетей, со­ставлению расчетной схемы, определению расчетных и провероч­ных расходов, расчету путевых, транзитных и узловых расходов, выбору скоростей, предварительному определению длины и диа­метров трубопроводов на отдельных участках.

2. Гидравлический расчет водопроводной сети, в результате которого определяются потери напора на участках и свободные на­поры в различных точках сети, уточняется диаметр трубопроводов на отдельных участках, производится подбор насосного оборудования и расчет напорно-регулирующих устройств, строятся пьезометрические графики при различных режимах работы водопроводных сооружений.

3. Конструирование и деталировка водоводов и сети. Эта часть проекта выполняется после выбора материала и диаметра труб, раз­мещения колодцев и других сооружений на сети.

Одной из основных задач проектирования является выбор схемы водоводов и сетей, т. е. трассировка линий на местности. Выбор трассы производится с учетом гидрологических, топографи­ческих, санитарно-гигиенических, экономических, технологических и других требований. При трассировке водопроводной сети необ­ходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

• главные магистральные линии надо направлять по кратчай­шему направлению к наиболее крупным потребителям воды, а так­ же к водонапорной башне и от нее;

• с целью обеспечения надежности водоснабжения основных магистралей должно быть не менее двух, соединенных перемычка­ ми, позволяющими в случае аварии отключить для ремонта какой- либо участок;

• водопроводные линии должны быть расположены равно­ мерно по всей территории объекта водоснабжения;

• для обеспечения достаточных напоров в распределительной сети магистральные линии следует прокладывать по возможности на наиболее возвышенных отметках местности;

• водопроводные линии следует размещать по проездам или обочинам дорог, параллельно линиям застройки, вне асфальтовых и бетонных покрытий;

• трассы трубопроводов, как правило, проектируются подзем­- ными, при глубине заложения на 0,5 м ниже глубины промерзания (проникновения нулевой температуры); 

• водопроводную сеть следует проектировать кольцевой с учетом очередности застройки и будущего развития города и сис­- темы водоснабжения. Кроме того, необходимо учитывать наличие подземных ком­муникаций, естественные и искусственные преграды, препятст­вующие прокладке труб, и другие факторы.