Сооружения для забора воды из поверхностных водоемов

Водозаборные сооружения должны обеспечивать надежный забор потребного количества воды из водоема. Кроме того они должны обеспечивать предварительную очистку воды. В зависимости от источника водоснабжения водозаборные сооружения бывают речные, водохранилищные, озерные и морские, а по конструкциям — русловые с самотечными и сифонными линиями; береговые; ковшевые; инфильтрационные, передвижные и плавучие.

Наиболее часто проектируются водозаборы первых двух типов.

Водозаборные сооружения руслового типа с самотечными и сифонными линиями. Водозаборные сооружения с самотечными линиями называются. Они устраиваются при поверхностных источниках водоснабжения, имеющих пологие берега с малыми глубинами. В этом случае оголовок (сооружение для забора воды) относится на значительное расстояние от берега. Водозабор состоит из оголовка, самотечных линий, берегового колодца, всасывающих от насосов линий и насосной станции. Самотечные линии (принимается всегда не менее двух) рассчитываются на скорость движения в них 0,7—1,5 м/сек с тем, чтобы в них не было заиления. Оголовки устраиваются различных конструкций в зависимости от условий водозабора.

Они служат как для целей забора воды из источников водоснабжения, так и для закрепления концов Самотечных линий.

Наиболее целесообразно проектировать оголовки затопленного типа, если позволит глубина воды в источнике водоснабжения. В этом случае верх головка должен быть ниже низкого горизонта воды (НГВ) в реке не менее, чем на 0,3 м и нижней кромки льда не менее, чем на 0,2 м.

Рассмотрим водозабор с самотечными линиями из водохранилища, действующий в суровых климатических условиях Севера. Принята насосная станция совмещенного типа с береговым колодцем. Такая схема водозабора целесообразна при расположении всех сооружений на таликах или плотных и скалистых грунтах, допускающих строительство без учета мерзлого состояния грунтов. Возможна и иная схема, когда водозабор (оголовок и водозаборных колодец) располагается в водохранилище или озере на талых грунтах, а здание насосной станции с проветриваемым подпольем - на берегу. При такой схеме центробежные насосы должны иметь большую высоту всасывания.

Бетонный оголовок с горизонтальными решетками, проектируемый обычно для средних расходов воды. В конструктивном отношении при проектировании широко используются бетон и железобетон.

Береговые колодцы большей частью устраивают способом опускного колодца; при тяжелых и скальных грунтах - в открытом котловане.

Береговые колодцы имеют приемную часть и часть всасывающих труб. Кроме того, они могут делиться поперечными перегородками на две или несколько параллельно работающих секции по числу всасывающих труб или насосов. Размеры приемного и всасывающего отделений определяются в зависимости от числа и диаметра самотечных и всасывающих труб и другого оборудования (задвижек, шиберов, сеток и т. д.).

Преимущество водозаборов с сифонными линиями состоит в том, что сифонные линии прокладываются на меньших глубинах. Это особенно важно при слабых и водонасыщенных или скалистых грунтах, когда стоимость строительства самотечных линий может быть значительной. При устройстве сифонных линий на насосной станции требуется установка вакуум-насосов. Сифонные линии целесообразно устраивать из стальных труб, при укладке которых может быть обеспечена их герметичность.

Глубина наименьшего заложения сифонных линий определяется условиями, аналогичными прокладке водопроводных сетей.

Водозаборные сооружения берегового типа устраивают в тех случаях, когда источник водоснабжения имеет крутые и устойчивые берега и достаточную глубину у берега. Водозаборы берегового типа могут быть совмещенными с насосной станцией и раздельными. Первые устраиваются в случае твердых и плотных пород грунта (скалистые, глинистые), практически исключающих осадку.

Схема раздельного водозабора. Вода из источника поступает в водоприемник через окна, на которых устанавливаются решетки. Окна обычно размещают в два ряда по высоте для возможности получения воды с разных горизонтов. Водоприемники устраивают из двух отделений — водоприемного и отделения для всасывающих труб. В разделяющей их стенке устанавливаются сетки для задержания крупных взвешенных веществ. Высота всасывания насоса не должна превышать допустимую по каталогу. В ряде случаев дно реки у водоприемника может быть углублено и укреплено.

Следует отметить, что архитектор должен дать такое архитектурное решение комплекса водозаборных сооружений, которое бы отвечало технологическому процессу и создавало удобства для обслуживающего персонала, а сооружения по своим формам и конструкциям были современными и вписывались в окружающую местность.

При устройстве водозаборных сооружений, расположенных на водоемах рыбохозяйственного значения необходимы рыбозащитные устройства.

Ковшовые водозаборы устраивают на реках, где наблюдается образование шуги и глубинного льда. Кроме того, их устраивают в случаях, если вода источника водоснабжения содержит большое количество взвешенных веществ (наносов). Выбор устройства ковшовых водоприемников должен производится при достаточных на то основаниях, так как их сооружение связано с большими капиталовложениями. Ковши проектируют низового питания, верхового питания и с двусторонним питанием. При необходимости борьбы с донным льдом и шугой устраивают ковши с входом воды в них против течения. В этом случае вода поступает донным течением. При использовании ковшей как отстойников вход в них устраивается по течению— вода в ковши поступает за счет поверхностного течения, а отложения - наносов выносятся из ковша донным течением.

Инфильтрационные водозаборные сооружения применяют, как правило, для хозяйственно-питьевого водоснабжения, но иногда и для промышленного. В этих случаях вода фильтруется через грунт, а затем собирается водосборными сооружениями. Широкое распространение получили горизонтальные водосборы в виде труб и галерей, устраиваемые при благоприятных гидрогеологических условиях. Это — прогрессивный и экономичный тип водозабора, так как при его использовании во многих случаях из схемы водоснабжения могут быть исключены дорогостоящие очистные сооружения. Устраивают также подрусловые водозаборы.