Вопросы к экзамену "Водозаборные сооружения"

1. Береговые водозаборы. Проверка устойчивости на опрокидывание.

Водозаборные сооружения (водозаборы) предназначены для забора расчетного рас­хода воды из открытых водоисточников, защиты системы водоснабжения от попадания в нее с водой сора, наносов, льда, водорослей, рыб. Водозаборы рассчитывают на экс­плуатацию в обычных и редко повторяющихся чрезвычайных условиях.

С хема раздельного водозабора берегового типа отличается размещением водопри­емника на берегу, совмещением его с береговым колодцем и отсутствием самотечных линий Эта схема при­меняется при достаточных глубинах вблизи берега.

Береговой водоприемник раздельный с насосной станцией:

1- камера-шахта; 2 - приемное отделение; 3 - всасывающее отделение;4 - входные окна; 5 - перегородка;6- плоская съемная сетка; 7 - всасывающие трубы насосов; 8 - НС-1

2. Горизонтальные водозаборы.

Для откачки больших объемов воды используют водозаборные скважины большего диаметра или их системы, т.е. несколько скважин, объединенных общим трубопроводом, подающим воду в одну систему водоснабжения. Для этих целей может использоваться и специальный тип сооружений – горизонтальный в виде подрусловых и лучевых водозаборов. В особых случаях может производится каптаж (перехват) родников. Горизонтальные ВЗС применяют при небольшой мощности пласта (3…5 м) и неглубоком его залегании (5…8 м). Это система горизонтальных дрен из перофорированных труб, уложенных в траншеи и засыпанных фильтрующим материалом. Вода из дрен поступает самотеком в сборный колодец, из которого откачивается насосами. Горизонтальные водозаборы относят к подрусловому типу, когда на поверхности имеется слой воды, фильтрующий к горизонтальным дренам (напрмер, при искусственном восполнении запасов подземных вод).Лучевые водозаборы используются при глубине залегания пласта 15…20 метров и представляют собой систему горизонтальных лучей – дрен, входящих в один сборный колодец, откуда вода подается потребителям.В современной практике водоснабжения наиболее распространены водозаборы в виде системы вертикальных скважин для получения большого объема воды из глубоких (более 20 метров) пластов мощностью не менее пяти метров. Их объединяют сборным водоводом, по которому вода подается в сборно-регулирующий резервуар или на водоподготовительные сооружения

3. Гидрогеологические расчеты при проектировании водозаборов подземных вод. Определение запасов подземных вод.

Задачей гидрогеологических расчетов при заборе подземных - сколько без существенного ущерба для окружающей среды или других пользователей можно забрать воды для системы водоснабжения.

Подземные воды забирают из водоносных пластов.

Водоносные пласты характеризуются формой и размером в плане, мощностью пласта, физическими параметрами водовмещающих пород, запасами находящейся в них воды и т.п.

Одной из важнейших количественных характеристик пласта является запас (ресурс) воды в нем. Различают естественные статические и динамические запасы воды подземных источников водоснабжения. Статические запасы – это объем воды, накопившейся в порах пласта, динамические запасы – это расход грунтового потока в естественном состоянии пласта. Для полной оценки ресурсов пласта введено понятие эксплуатационных запасов воды. Это средний за расчетный период расход воды Q_э, получаемой из пласта с помощью водозаборных сооружений:

где Q_{ст -} расход воды, получаемой из пласта, при сработке его статических запасов V_ст за расчетное время Т;

Q_дин – динамические запасы воды в пласте;

Q_доп – дополнительный расход воды, обусловленный изменением граничных условий пласта при его эксплуатации.

Динамические запасы

Q_дин = kmbJ, где k–коэффициент фильтрации пласта;m – мощность пласта;b - ширина пласта;J - гидравлический уклон подземного потока.

Q_дин = q_сΩ,где q_с – модуль грунтового стока данного района;

Ω – водосборная площадь пласта выше водозаборного сооружения.

Q_дин = (q_гр + q_атм) где q_гр – модуль грунтового стока данного района;

q_атм – модуль атмосферного питания рассматриваемого пласта.

При длительной эксплуатации пласта с относительно постоянным водоотбором эксплуатационные запасы (ресурсы) воды необходимо принимать не выше естественных динамических.

Дальнейшие гидрогеологические расчеты сводятся к:

- определению дебита скважин и понижения уровней подземных вод (УПВ) в процессе эксплуатации водозабора;

- оценке влияния планируемого водозабора на существующие или намечаемые к строительству;

- определению размеров второго и третьего поясов ЗСО водозабора.

Во всех вариантах расположения водозаборного сооружения (ВЗС) расчетные понижения следует сопоставлять с допустимыми.