Для чего необходимо водозаборное устройство. Презентация на тему "Водозаборные сооружения". Состав водозаборного сооружения

Надлежащего и в соответствии с графиком .

Водозаборное сооружение гидроэлектростанций (называемые часто водоприёмниками) устраиваются преимущественно на реках, входят в состав и подразделяются на два основных типа: низконапорные и глубинные. Низконапорные Водозаборное сооружение (рис. 1 ) возводятся на горных реках и забирают воду из бьефов, подпёртых плотинами сравнительно небольшой высоты (6-10 м). При больших уровня воды в применяются глубинные Водозаборное сооружение, которые, в зависимости от природных условий района и компоновки элементов гидроузла, могут быть плотинного, (рис. 2 ) или башенного типа. Башенное Водозаборное сооружение представляет собой отдельно стоящую башню, в верхнем бьефе имеющую обычно несколько водозаборных отверстий на разной высоте и соединённую с берегом (гребнем плотины).

Рис.1. Низконапорный водозабор: 1 - водосливная плотина; 2 - земляная плотина; 3 - отстойник; 4 - порог водозабора; 5 - донные промывные галереи; 6 - деривационный водовод; 7 - грязеспуск; 8 - пазы затворов; 9 - сороудерживающая решётка; 10 - затворы донных галерей; НПУ - нормальный подпорный уровень.

Рис. 2. Береговой водозабор: 1 - порог водозабора; 2 - сороудерживающая решётка; 3 - деривационный водовод; 4 - устройство для удаления сора с решёток; 5 - затворы; 6 - шахта водозабора; 7 - аэрационная шахта; 8 - байпасы; 9 - галерея затворов на байпасах; 10 - помещение подъёмных механизмов; НПУ - нормальный подпорный уровень; УМО - уровень мёртвого объёма.

Водозаборное сооружение систем () классифицируются по типу (речные, озёрные, морские и др.). Из речных Водозаборное сооружение наиболее распространены: , русловые, плавучие, ковшовые. Кроме того, они могут быть совмещены с первого подъёма или установлены них. Береговое Водозаборное сооружение, применяемое при относительно крутых берегах реки, представляет собой бетонный или железобетонный большого диаметра, вынесенный передней стенкой в реку. Вода поступает в него через отверстия, защищенные решётками, а затем проходит через сетки, осуществляющие грубую механическую очистку воды. Русловые Водозаборное сооружение применяются обычно при пологом береге, имеют оголовок, вынесенный в русло реки (рис. 3 ). Конструкции оголовков весьма разнообразны. Из оголовка вода подаётся по самотёчным трубам к колодцу; последний часто совмещен с насосной станцией первого подъёма. Плавучие Водозаборное сооружение - это или , на которых устанавливаются насосы, забирающие воду непосредственно из реки. На берег вода подаётся по трубам (с подвижными стыками), уложенным на соединительном мостике. В ковшовых Водозаборное сооружение вода поступает из реки сначала в расположенный у берега ковш (искусственный залив), в конце которого размещается собственно Водозаборное сооружение Ковш используется для осаждения наносов, а также для борьбы с ледовыми помехами - шугой и глубинным льдом.

Рис. 3. Водозабор руслового типа: 1 - оголовок; 2 - самотёчные линии; 3 - береговой колодец; 4 - насосная станция; ГВВ - горизонт высоких вод; ГНВ - горизонт низких вод.

Ирригационные Водозаборное сооружение бывают бесплотинные и плотинные. Бесплотинное Водозаборное сооружение представляет собой искусственное русло (канал), отходящее от реки под некоторым углом и забирающее часть расхода водотока (рис. 4 ). Для ограничения возможности попадания донных наносов в оросительный канал Водозаборное сооружение располагают на вогнутом берегу реки, благодаря чему струи, менее насыщенные наносами, направляются в водозабор, а донные - отклоняют наносы в русло реки. При неустойчивом русле реки и значительных течения, для обеспечения забора необходимого воды, в головной части бесплотинного Водозаборное сооружение устраивается шпорный водозабор (шпора), выполняемый обычно из местных материалов (камень, ). При значительных расходах применяются плотинные Водозаборное сооружение (поверхностные и глубинные), входящие в состав гидроузла и оборудованные промывными устройствами, решётками, затворами, для взвешенных наносов. В конструктивном отношении плотинные Водозаборное сооружение для целей ирригации аналогичны водозаборам, применяемым в .

Рис. 4. Схема бесплотинного водозабора: 1 - река; 2 - ирригационный канал; 3 - донные струи; 4 - поверхностные струи; 5 - регулятор.

Лит.: Специальные водозаборные сооружения, М., 1963; и каптажи естественных выходов - . Вертикальные водозаборы сооружаются при наличии относительно глубокого залегания водоносных горизонтов как безнапорных, так и напорных вод. В конструктивном отношении вертикальные водозаборы делятся на буровые и шахтные колодцы. Буровые скважины - наиболее и технически более совершенный тип водозаборов. Они обладают достаточно высокой производительностью и наиболее полно соответствуют санитарным требованиям. Шахтные колодцы могут закладываться в водоносных пластах со свободной (грунтовые) и в напорных водоносных горизонтах (артезианские) до глубины 100 м. Если водозаборные сооружения пересекают водоносный пласт на всю , они называются совершенными, в том случае, когда они заглубляются в лишь частично и не достигают водоупора, -несовершенными. Шахтные колодцы сооружаются главным образом для удовлетворения небольших нужд водопотребителей. Для более полного захвата подземной воды применяются лучевые водозаборы - шахтного колодца с горизонтальными буровыми скважинами, заложенными в разные водоносного пласта. Горизонтальные водозаборы подразделяются на: траншейные, галерейные (собственно галереи и штольни) и кяризы. Выбор типа горизонтального водозабора определяется глубиной залегания подземных вод и характером . Для постоянного относительно крупных водопотребителей применяются водосборные галереи и штольни, сооружаемые при значительной глубине залегания водоносных горизонтов. Траншейные сооружения используются для сравнительно небольшого водопотребления при малой глубине залегания подземных вод. Кяризы - устроенные Водозаборное сооружение, применяемые для с.-х. водоснабжения и небольших земельных участков в полупустынных районах с невыдержанным залеганием водоносных горизонтов.

Лит.: Абрамов С. К., Семенов М. П., Чалищев А. М., Водозаборы подземных вод, 2 изд., М., 1956; И., Поиски и пресных подземных вод для целей крупного , ч. 1-2, М., 1965-68.

Водозаборное сооружение, или водозабор, представляет собой гидротехническую систему, которая осуществляет забор воды из реки, водохранилища, озера, артезианской скважины и других источников питания для водоснабжения, ирригации, гидроэнергетики и др. Основное назначение водозабора – обеспечение пропуска воды в трубопровод, канал, туннель или любой другой водовод соответственно графику водопотребления в нужном количестве и должного качества.

Наша компания оказывает полный комплекс услуг по строительству водозаборных сооружений. Начиная от выбора технологической схемы и создания технического проекта, заканчивая непосредственно строительством и пуско-наладочными работами!

Водозаборы гидроэлектростанций, или, как их еще называют, водоприемники, входящие в состав гидроузла, возводятся, в основном, на реках. Существует два основных типа водоприемников: глубинные и низконапорные. Низконапорные водозаборы (рис. 1) сооружаются на горных реках, воду они забирают из бьефов, подпертых сравнительно невысокими плотинами (от 6 до 10 м). Глубинные водозаборные сооружения применяются, если в водохранилище существуют большие колебания воды. В свою очередь, глубинные водоприемники, в зависимости от компоновки элементов гидроузла и природных условий, также делятся на два типа: башенные и береговые (рис. 2). Водозабор башенного типа – это отдельно стоящая башня, имеющая в верхнем бьефе несколько водозаборных отверстий, которые расположены на разной высоте и соединены с берегом или гребнем плотины.

Рис. 1. Низконапорное водозаборное сооружение: 1 – водосливная плотина, имеющая отверстия для пропуска воды; 2 – земляная плотина из малопроницаемого грунта; 3 – отстойник для воды; 4 – порог водоприемника; 5 – промывные донные галереи; 6 – деривационный водовод (напорный или безнапорный); 7 – грязеспуск (грязеуловитель); 8 – затворные пазы; 9 – решетка сороудерживающая; 10 – затворы донных галерей для водослива; Нормальный подпорный уровень – НПУ.

Рис. 2. Береговое водозаборное сооружение: 1 – водозаборный порог; 2 – решетка сороудерживающая; 3 – водовод деривационный; 4 – механизм для удаления с решеток сора; 5 – затворы; 6 – водозаборная шахта; 7 – шахта аэрации; 8 – байпасы; 9 – галерея байпасных затворов; 10 – помещение механизмов подъема; Нормальный подпорный уровень – НПУ; уровень мертвого объема – УМО.

По типу источника водоприемники систем водоснабжения подразделяются на речные, водохранилищные, озерные, морские и т.п. Среди речных водозаборных сооружений наиболее популярны береговые, ковшовые, русловые и плавучие. Они могут быть установлены отдельно от насосных станций первого подъема либо совмещены с ними. Береговой водозабор, установленный на относительно крутом речном берегу, выполнен в виде бетонного или железобетонного колодца большого диаметра, передняя стенка которого вынесена в реку. Через защищенные решетками отверстия вода поступает в колодец, где осуществляется грубая механическая очистка путем прохождения воды через специальные сетки. Русловый водозабор обычно сооружается на пологом берегу и имеет вынесенный в речное русло оголовок (рис. 3). Оголовки, из которых вода по трубам самотеком подается в береговой колодец, могут быть различной конструкции. Береговые колодцы, как правило, совмещаются с насосной станцией первого подъема. Плавучий водозабор представляет собой баржу или понтон с насосами, забирающими воду из реки. На соединительном мостике укладываются трубы с подвижными стыками, по которым вода с плавучего водозабора подается на берег. В ковшовых водозаборах вода сначала поступает из реки в находящийся у берега искусственный залив – так называемый ковш, в конце которого расположен само водозаборное сооружение. Такой тип водоприемника используется для осадки наносов и для устранения ледовых помех – шуги и глубинного льда.

Рис. 3. Водозаборное сооружение руслового типа: 1 – оголовок; 2 – линии самотека; 3 – береговой колодец для приема воды, 4 – насосная станция; ГНВ - горизонт низких вод; ГВВ - горизонт высоких вод.

Ирригационный водозабор может быть плотинным и бесплотинным. Бесплотинный водоприемник – это искусственный канал, отходящее под небольшим углом от русла реки и забирающий часть водотока (рис. 4). Чтобы в оросительный канал не попадал донный нанос, водозаборное сооружение устанавливается на вогнутых берегах рек. При этом менее насыщенные наносами поверхностные струи направляются в водоприемник, а донные отводят наносы в основное русло. Если русло реки неустойчиво, а скорость течения велика, в головной части такого водозабора устанавливается так называемая шпора, позволяющая обеспечить забор нужного количества воды. Шпора, как правило, выполняется из местных природных материалов (хворост, камень). При высоких расходах воды используются плотинные водозаборы (глубинные и поверхностные), которые входят в состав гидроузла. По своей конструкции ирригационные плотинные водоприемники схожи с водозаборами, используемыми в гидроэнергетике. Этот тип водозаборных сооружений оборудован решетками, промывными устройствами, затворами и отстойником для задержания механических частиц.

Рис. 4. Схема бесплотинного водозаборного сооружения: 1 – русло реки; 2 – канал ирригации; 3 – донные потоки; 4 – поверхностные потоки; 5 – регулятор.

Водозаборные сооружения предназначены для забора воды из источников водоснабжения и бывают двух видов:

− водозаборные сооружения поверхностных источников;

− водозаборные сооружения подземных источников.

Выбор типа водоприемных сооружений зависит от местных природных условий: гидрогеологических характеристик водоемов; характера самого источника водоснабжения.

− на кратчайшем расстоянии до потребителя и гарантии бесперебойного получения воды наилучшего качества и требуемого количества;

− на устойчивом участке берега и дна водоема; вне очагов образования ледяных заторов и донных наносов; вне зоны работы ГЭС и гидроузлов; вне зоны интенсивного движения судов;

− выше по течению от населенных мест, промпредприятий и мест возможного сброса сточных вод в водоем; с учетом организации зон санитарной охраны.

Следует также учесть, что при соблюдении всех перечисленных условий место расположения водоприемника должно обеспечивать возможность применения наиболее дешевого и простого способа забора воды из источника.

Наиболее благоприятны для расположения водоприемников вогнутые берега реки, где отложения наносов не происходит, однако при этом требуется проведение дополнительных работ по укреплению берега. Весьма существен при выборе места расположения водозаборного сооружения учет возможности оползневых и сейсмических явлений.

Водозаборные сооружения подземных источников. Выбор типа сооружений и схемы их размещения зависит от глубины залегания водоносного пласта, его мощности и водообильности, условий залегания, геологических и гидрологических условий.

Для забора подземных вод устраивают лучевые водозаборы, шахтные колодцы, артезианские скважины и др.

Лучевой водозабор . Применяют для забора грунтовых вод, залегающих на глубине не более 15 − 20м. Лучевой водозабор представляет собой разновидность шахтного колодца, оборудованного водоприемными фильтрами с дренами. Дрены располагаются в водоносном слое радиально по отношению к колодцу. Их выполняют из перфорированных стальных труб. Лучевые водозаборы позволяют максимально использовать водоносные слои. На рис. 1.7.1 представлена схема устройства лучевого водозабора.

Рис. 1.7.1. Схема устройства лучевого водозабора:

1 – колодец (водоприемная камера); 2 – насос; 3 – дренажные трубы (горизонтальные скважины)

Горизонтальные водозаборы устраивают в пределах водоносного пласта на глубине 6−8 м при незначительной его мощности. Водозабор располагают перпендикулярно направлению движения грунтового потока с уклоном в сторону сборного колодца, откуда вода забирается насосами. В качестве горизонтальных скважин используют стальные фильтровые трубы диаметром 150…200 мм с щелевой перфорацией. Оптимальное число дренажных труб принимается от 2 до 6 во избежание их взаимного влияния. Длина дренажных труб не должна превышать 80 м. При большей длине труб возрастают гидравлические потери и снижается их пропускная способность. На рис. 1.7.2 представлена схема устройства горизонтального водозабора.

Рис. 1.7.2. Горизонтальный водозабор:

1 − горизонтальные водосборы; 2 − сборный колодец; 3 − водоносный пласт;

4 − водоупор

Шахтный колодец. Предназначен для забора воды из водоносных пластов, залегающих на глубине до 30 м от поверхности земли. В крупных централизованных системах водоснабжения шахтные колодцы применяются относительно редко. Их используют при индивидуальном водоснабжении, в сельской местности, во временных водопроводах.

Шахтный колодец состоит из ствола, выполненного из кирпича, бетона или железобетонных колец, в большинстве случаев имеет круглую в плане форму. Для защиты колодца от попадания поверхностных вод и загрязнения вокруг него делают каменную или асфальтовую отмостку. Кроме того, вокруг колодца устраивают глиняный замок, который защищает колодец от просачивания загрязненных поверхностных вод.

Вода в шахтный колодец поступает через боковые отверстия, устраиваемые в стенках, и дно, засыпанное крупнозернистым материалом (обратный гравийный фильтр). При поступлении воды через дно колодца в нем устраивают обратный фильтр, выполненный из крупного песка, гравия и щебня различных фракций.

Отбор воды из шахтного колодца производится насосом или при помощи сифона. Стенки колодца поднимают на 0,8 м над поверхностью земли. Сверху колодец закрывается крышкой.

Схема устройства шахтного колодца представлена на рис. 1.7.3.

Рис. 1.7.3. Схема устройства шахтного колодца:

1 – ствол шахты; 2 – глиняный замок; 3 − отмостка; 4 – обратный фильтр

Артезианская скважина предназначена для забора подземных вод с глубины более 30 м. Это наиболее распространенный тип водозаборных сооружений подземных вод. Скважины располагают перпендикулярно направлению потока подземных вод.

Скважина состоит из устья, ствола, водоприемной части (фильтра) и отстойника.

Стенки скважины после бурения закрепляют стальной обсадной трубой 1, которую опускают приблизительно до верхней границы залегания водоносных пород. В обсадную трубу 1 опускают трубу 2 меньшего диаметра, которую доводят до нижней границы залегания водоносных пород, немного заглубляя в водоупор. Затем в трубу 2 опускают фильтр 3, предназначенный для защиты колодца от занесения в него вместе с водой частиц грунта. Фильтр 3 опускают с помощью штанг и замков 4 в верхней его части. Затем трубу 2 удаляют из скважины, а кольцевое пространство между стенками фильтровой и обсадной труб уплотняют путем установки сальника 5. Над скважиной устраивают специальный павильон. Фильтр является ответственной частью скважины и от его надежности зависит качество работы всей скважины.

На рис. 1.7.4 показана схема устройства скважины.

Рис. 1.7.4. Схема устройства скважины:

1 – стальная обсадная труба; 2 – труба меньшего диаметра, в которую устанавливается фильтр; 3 – фильтр; 4 – замок для установки фильтра; 5 − сальниковое уплотнение; 6 − рабочая приемная часть фильтра; 7 − нижняя глухая отстойная часть;8 − надфильтровая глухая часть

Типы и конструкции применяемых фильтров в основном зависят от гранулометрического состава водоносных пород. В практике применяются фильтры: трубчатые, проволочные, сетчатые, каркасно-стержневые, гравийные.

Каптажные сооружения используются для забора родниковой воды и представляют собой камеры типа шахтных колодцев. Каптажные сооружения устраивают в месте выхода воды. Забор нисходящих потоков родников воды осуществляется через боковые стенки колодцев, в которых устраивают приемные отверстия. Эти отверстия с наружной стороны оборудованы фильтром из камней, гравия и песка, что препятствует попаданию в камеру наносов. Из колодцев вода по трубам отводится в запасной резервуар.

Водозаборные сооружения поверхностных источников классифицируются:

В зависимости от места расположения на русловые, размещаемые в русле реки, и береговые, размещаемые непосредственно на берегу реки;

В зависимости от вида источника водоснабжения водозаборные сооружения бывают речные; озерные; морские;

По конструктивным признакам: совмещенные с насосной станцией первого подъема; раздельные с насосной станцией первого подъема.;

По материалу изготовления колодца: кирпичные; бетонные и железобетонные;

По производительности: малые, производительностью Q < 1 м 3 /с; средние, производительностью Q до 6 м 3 /с и большие, производительностью Q > 6 м 3 /с.

Водозабор берегового типа . Водозаборные сооружения берегового типаустраивают при наличии следующих условий в месте забора воды: крутой берег; значительная (более 10 м) глубина водоема; устойчивые плотные грунты в основании берега; амплитуды колебания уровней воды в водоеме более 6 м; благоприятные ледовые условия; незначительные образования донных наносов.

Принципиальная схема работы берегового водозабора раздельного типа приведена на рис. 1.7.5.Он представляет собой колодец 1, выполненный, как правило, из железобетона и располагаемый на склоне берега. Вода поступает в береговой водозабор через входные окна 2, оборудованные с наружной стороны съемными решетками для грубой механической очистки речной воды. Колодец разделен перегородкой 3 на две камеры - приемную 4 и всасывающую 5. В проеме перегородки между камерами устанавливают сетку 6. Из всасывающей камеры вода забирается всасывающими патрубками 7 центробежных насосов 8, расположенными в насосной станции первого подъема 5. Всасывающие трубы центробежных насосов для защиты от повреждений и для облегчения их осмотра и ремонта иногда располагают в специальной галерее. Над водоприемным колодцем устраивают служебный павильон 9, из которого осуществляется управление арматурой и механизмами очистки сеток, а также другие операции, связанные с эксплуатацией водозабора. Решетки приемных окон выполняются из стальных стержней с зазором между ними 40 - 100 мм. Приемные окна располагаются в два яруса при значительном колебании уровней воды в реке. Расстояние от низа возможного ледяного покрова до верха верхнего водоприемного окна водозабора должно составлять не менее 0,2 − 0,3 м. Расстояние между дном реки и низом нижнего водоприемного окна составляет не менее 0,5 м для исключения попадания в водозабор донных наносов. Средняя скорость движения воды через решетки водоприемных окон − 0,2 − 0,6 м/с. Сетка, вмонтированная в перегородку между приемной и всасывающей камерами, предохраняет ее от попадания крупных взвесей. На крупных водозаборных сооружениях устанавливают вращающиеся сетки с непрерывной промывкой водой.

Рис.1.7.5. Водоприемник берегового типа

1 − водоприемный колодец; 2 − входные окна; 3 − приемная камера; 4 − всасывающая камера; 5 − машинный зал; 6 − съемная сетка; 7 − всасывающий патрубок центробежного насоса; 8 − центробежный насос; 9 − служебный павильон; 10 − напорные водоводы

В предледоставный период переохлажденная вода кристаллизуется на взвешенных частицах грунта, образуя глубинный лед, переносимый течением водоема на значительные расстояния. Такие насыщенные льдом потоки часто создают аварийные ситуации на водозаборных сооружениях, полностью закупоривая отверстия приемных окон.

Для водозаборов средней производительности при малой высоте всасывания насосов и наличии неплотных грунтов в основании берега устраивают береговые колодцы совмещенного типа. При этом днище водоприемного колодца и насосной станции первого подъема выполняют общим. Водоприемники берегового типа имеют в плане круглую, эллипсовидную или прямоугольную формы.

Водозабор руслового типа. Водозаборные сооружения руслового типа устраивают в месте забора воды при следующих условиях: пологий берег; малая (до 10 м) глубина водоема; амплитуда колебания уровней воды в водоеме менее 6 м; благоприятные ледовые условия; незначительные образования донных наносов.

На рис. 1.7.6 представлена схема устройства руслового водоприемника.

Оголовок является ответственной частью водозаборного сооружения и служит для приема воды из источника водоснабжения. Для уменьшения количества вовлекаемых в оголовок крупных наносов и молоди рыб входные отверстия перекрывают решетками.

Самотечные линии служат для подачи воды от оголовка до колодца, находятся под водой и недоступны для осмотра. Их устраивают в две нитки для обеспечения надежной эксплуатации водозабора. В некоторых случаях для уменьшения глубины укладки самотечных линий их заменяют на сифонные. Скорость движения воды в самотечных линиях составляет 0,7 − 0,9 м/с во избежание их засорения. Для промывки самотечных труб водозаборные сооружения должны иметь соответствующее оборудование.

Рис. 1.7.6. Схема устройства руслового водоприемника:

1 – оголовок с решетками; 2 – самотечные линии; 3 – водоприемный колодец; 4 – насосная станция первого подъема; 5 − приемная камера; 6 − всасывающая камера; 7 − съемная сетка; 8 − служебный павильон; 9 − всасывающий патрубок центробежного насоса; 10 − центробежный насос; 11 − напорные водоводы

Оголовки русловых водозаборов бывают: постоянно затопленные, затопляемые высокими водами и не затопляемые. Постоянно затопленные оголовки нашли более широкое применение, так как значительно дешевле не затопляемых. Они не подвергаются воздействию ледовых нагрузок, но их обслуживание связано с определенными трудностями и неудобствами. Оголовки бывают: деревянными (свайными и ряжевыми); бетонными и железобетонными.

Зоны санитарной охраны источников водоснабжения. Создание санитарных зон необходимо для предотвращения загрязнения источников хозяйственно-питьевого водоснабжения. Они охватывают эксплуатируемый водоем и часть бассейна его питания. На этой территории, как правило, организуют три пояса санитарных зон, в каждом из которых устанавливают особый режим, санитарный надзор и контроль за качеством воды в источнике.

Границы первого пояса зоны санитарной охраны (строгого режима) ограничивают источник в месте забора воды и площадку, занимаемую водозаборами, насосными станциями, очистными сооружениями и резервуарами чистой воды. Этот пояс охватывает акваторию рек и подводящих каналов не менее чем на 200 м от водозабора вверх по течению и 100 м вниз по течению. По прилегающему к водозабору берегу граница проходит на расстоянии не менее чем на 100 м от линии уреза воды при максимальном уровне. При ширине реки и канала до 100 м в зону первого пояса входит часть противоположного берега (по отношению к водозабору) шириной 50 м, при большей ширине − акватория шириной не менее 100 м.

Зона санитарной охраны первого пояса для водохранилищ и озер охватывается границей, проходящей на расстоянии 100 м от водозабора по всей акватории источника к берегу. Для подземных источников граница проходит в радиусе 30 м от водозабора, если источник надежно защищен; при отсутствии гарантий надежной защиты граница пояса проходит в радиусе 50 м.

В санитарной зоне первого пояса запрещено пребывание людей, не связанных с эксплуатацией сооружений.

Второй пояс охватывает территорию по обеим сторонам реки на расстоянии 500 − 1000 м вверх по течению реки. Зона санитарной охраны этого пояса назначается исходя из пробега воды от его границы до водозабора в течение 3 − х суток при расходе воды 95 %-ной обеспеченности.

Третий пояс охватывает территорию, окружающую источник, которая оказывает влияние на формирование качества воды в нем. Границы территории третьего пояса определяются исходя из возможности загрязнения источника химическими веществами.

Водозаборными называют ГТС, предназначенные для забора воды из источников водоснабжения (рек, озер, водохранилищ) для различных водохозяйственных нужд: энергетики, орошения земель, водоснабжения населения и предприятий, для регулирования уровней воды в В.Б. и Н.Б., для рыбного хозяйства и др.

Виды водозаборов:

По типу водоисточника - речной, озерный, водохранилищный.

По способу забора воды - бесплотинный и плотинный.

По надежности подачи воды водозаборы делятся на 3 категории:

1 кат . - Предприятия федерального значения и населенные пункты с числом жителей больше 50 тыс. человек;

2 кат . - Предприятия регионального значения и населенные пункты с числом жителей менее 50 тыс. человек;

3 кат . - Предприятия местного значения и населенные пункты с числом жителей до 50 тыс. человек.

По гидравлическим условиям транспортировки воды - самотечные и с механической подачей воды (насосные).

Водозаборы не рекомендуется располагать: в пределах зон движения судов, плотов, влекомых наносов; в верховьях водохранилищ; в ложбинах зимовья рыб; на участках возникновения зажоров и заторов льда; в местах нагона плавника и водорослей. Водозаборы для питьевой воды рекомендуется располагать выше населенных пунктов, выпусков сточных вод, стоянок судов, лесных бирж, складов и баз.

Бесплотинные речные водозаборы

Данные водозаборы характеризуются тем, что вода в них поступает из реки при бытовом состоянии ее уровней. Они могут быть поверхностными и глубинными.

Поверхностные водозаборы

Различают 3 вида поверхностных водозаборов: береговые, шпорные и ковшевые.

Береговые водозаборы устраивают при:

Малых уклонах;

Малых скоростях течения;

Малом количестве наносов.

Шпорные водозаборы характерны выдвинутой в русло реки водозахватной шпорой - дамбой. Применение таких водозаборов обычно связывается с реками, обладающими неустойчивым руслом. Идея водозахватного устройства заключается в том, что оно создает некоторый подпор в речном потоке и таким образом способствует увеличению расхода воды, идущей в канал, а также уменьшению количества донных наносов, поступаемых в него. Шпоры выполняют из местных строительных материалов - хвороста, камня, каменной наброски, сипаев и т. д.

Устраивают при:

Необходимости подъема уровня воды в реке в месте отвода;

При больших уклонах воды в реке;

При большом количестве наносов.

Шлюз промывной служит для промыва (смыва) наносов, отложившихся в кармане.

Шлюз головной позволяет регулировать расход воды, забираемой из реки в канал с помощью затворов.

Ковшовые водозаборы служат в основном для нужд водоснабжения и работают в течение всего года. Они имеют широкий бассейн (ковш), в котором взвешенные наносы выпадают в осадок. Из ковша осветленная вода подается с помощью насосов. Их устраивают полностью заглубленными в берег или частично выдвинутыми в русло. И имеющими низовой вход. Порог водоприемных отверстий долженбыть поднят над дном не менее, чем на 0,5 м .

Глубинные водозаборы

В отличие от поверхностных, глубинные водозаборы работают в напорном гидравлическом режиме . Их применяют в основном для водоснабжения при небольших расходах воды, забираемых из реки в высоких берегах, затрудняющих или делающих даже невозможным устройство открытого канала в выемках, вследствие необходимости выполнения большого количества земляных работ.

На рис. +++, а - заборное отверстие располагают в русле реки на глубине 2-2,5 м от уровня зимней межени для того, чтобы оно не вмерзло зимой в ледяной покров, и на 0,5-1,4 м от отметки дна, чтобы не было попадания в него донных наносов. Если около берегов реки глубины достаточны, то устраивают не русловые, а береговые водозаборы, в которые вода поступает через глубинные отверстия (рис.+++, б).

При значительных колебаниях уровня воды в реке и высоких малоустойчивых берегах водозаборы для ирригации выполняют иногда плавучими в виде насосной станции, смонтированной на плавучем понтоне, который следует за колебаниями уровня воды в реке.

При водозаборе из поверхностных источников особое внимание уделяется бесперебойному качественному водоснабжению населения независимо от времени года. При этом особое значение приобретают правильный выбор места расположения водозаборных сооружений в плане и по глубине, тип и конструкция.

Место расположения водозаборного сооружения в плане выбирают как можно ближе к потребителю в устойчивом, наименее загрязненном участке водоема, выше населенных пунктов промышленных предприятий и участков сброса сточных вод по течению рек. Также его устраивают вне очагов возможного образования шуги, ледяных заторов, вне областей интенсивного движения донных наносов и с учетом возможности организации зоны санитарной охраны. Водозаборное сооружение на реках устанавливают с учетом характера изменения русла с течением времени.

Глубинное положение места забора воды на реке определяют из условия, что расстояние от низа ледяного покрова (в зимний период) до верха водозабора должно быть не менее 0,2...0,3 м. Порог между дном реки и его низом, необходимый для исключения попадания в водозаборное сооружение вместе с забираемой водой донных наносов, должен составлять не менее 0,7... 1 м.

В преддедоставный период вода, переохлажденная до температуры -0,02...-0,05°С, кристаллизуется на взвешенных частицах грунта, образуя глубинный лед (шугу), переносимый течением. Такие потоки часто создают аварийные ситуации на водозаборных сооружениях, полностью закупоривая их приемные отверстия. Для защиты водозаборных сооружений от глубинного льда нужно принимать специальные меры.

Водозаборные сооружения на реках по конструкции подразделяют на следующие типы:

Береговые (раздельные или совмещенные с насосной станцией);

Русловые (с самотечными линиями);

Специальные (ковшовые, инфильтрационные, из горных рек, передвижные, плавучие и др.).

Водозаборное сооружение берегового типа устраивают при сравнительно крутых берегах рек. Оно состоит из водоприемного берегового колодца и насосной станции. По фронту водоприемный колодец разделяется на отдельные секции, число которых принимается равным двум или числу всасывающих линий. Каждая секция водоприемного колодца разделена перегородкой на две камеры: приемную и всасывающую. Верх водоприемного колодца должен располагаться выше самого высокого уровня воды не менее чем на 0,5 м. Над колодцем располагают сооружение с блоком управления оборудованием.

Водозаборное сооружение руслового типа устраивают при сравнительно пологих берегах, слабых грунтах и малых глубинах воды в реке. Водозабор состоит из оголовка, который служит для закрепления концов самотечных линий и приема воды из источника, расположенного на дне русла реки, самотечных линий к заглубленному береговому колодцу и насосной станции. Самотечные линии (не менее двух) устраивают из стальных, железобетонных труб, а также в виде железобетонных галерей и др. Скорость движения воды в самотечных линиях во избежание их засорения следует принимать не менее 0,7...0,9 м/с.

Специальные водозаборы применяют в особых случаях. 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, который может быть вырыт в русле реки или вдаваться в ее берег. Размеры ковшей определяют из условия всплывания глубинного льда или выпадения взвесей. Проточная скорость в них принимается 0,2... 0,5 м/с. Конструкция сооружений для забора воды из ковшей аналогична конструкции обычных речных водозаборных сооружений.

Инфильтрационные водозаборные сооружения представляют собой скважины, шахтные колодцы или горизонтальные водозаборы, располагаемые вдоль реки с песчаными или песчано-граве-листыми берегами. Их целесообразно применять при необходимости получения хорошо осветленной воды и на реках с интенсивным образованием глубинного льда.

Для временных водопроводов устраивают передвижные или плавучие водозаборы. Передвижной водозабор представляет собой насосную станцию легкого типа, которая может передвигаться соответственно изменению уровня воды в реке по наклонному рельсовому пути, проложенному на берегу. При плавучих водозаборах насосные агрегаты размещаются на плавучих средствах: баржах, понтонах и т.п. Достоинствами таких сооружений являются независимость приема воды от колебания уровня воды в реке и возможность быстрого их устройства. Существенные недостатки – необходимость применения гибких соединений трубопроводов, тяжелые условиях эксплуатации зимой и в период паводков.

Для забора воды из водохранилищ можно использовать водозаборные сооружения двух типов: совмещенные с плотинами, водоспусками или водосбросами и отдельно стоящие.

Перед началом использования водозаборная система должна быть подвергнута технической проверке. После испытания перед пуском в эксплуатацию водопроводные линии промывают водой с большой скоростью (не менее 1 м/с). Линии хозяйственно-питьевых водопроводов, кроме того, подвергают дезинфекции раствором, содержащим 40 мг активного хлора на 1 л воды. Хлорная вода должна находиться в трубопроводах одни сутки.