2.Проектування водзаборів, вибір і розташування насосних станцій і інших споруд.

Надійна робота водозабору багато в чому залежить від його розміщення. Вибір місця розташування річкового водозабору проводять з врахуванням топографічних, геологічних, гідрологічних, санітарних, техніко-економічних умов. Принципова схема розміщення водозабору на річці наведена на рис.1.

При виборі створу водозабірних споруд на річці керуються такими правилами і рекомендаціями.

Водозабірні споруди слід розташовувати якомога ближче до об'єкту водопостачання, але з можливістю влаштування зони санітарної охорони навкруги водозабору і на достатній відстані вверх проти течії від місця можливого потраплення в річку поверхневого стоку з території об'єкту водопостачання з врахуванням перспектив її зростання.

Водозабірні споруди повинні розташовуватись вище проти течії за можливі осередки забруднення води ( місця скидання СВ, мости, впадіння притоків, вихід ярів, стоянки суден) а також місць можливого інтенсивного утворення шуги (порожисті місця, бистрини).

Водозабірні споруди треба розміщувати поза місць інтенсивного осадження наносів, інтенсивного меандрування річки і переробки берегів (розроблені рекомендаації щодо розміщення водозабору при різних типах руслових процесів), зсувних та заболочених ділянок берегу, а також місць утворення шугозажорів, льодових заторів, нагону плавника та водоростів.

Рис. 1. Принципова схема розміщення водозабору на річці:

1 - річка (джерело водопостачання); 2 - водозабірні споруди; 3 - інші водопровідні споруди; 4 - об'єкт водопостачання (місто) в проектних межах забудови; 5 - випуск стічних вод; 6 - міст; 7 - порожисті місця; 8 - притока; 9 -яр; 10 - місця інтенсивного відкладання наносів; 11 - заболочені місця.

3.Забор води із поверхневих джерел. Будова і режими роботи насосних станцій.

Технологічна схема водозабору визначається типом і місцем розташування водоприймача, а також складом і компонуванням основних функціональних елементів - споруд для приймання води з джерела, попереднього її очищення та подачи води на очисні споруди або у водопровідну мережу об'єкту водопостачання.

Зазначені функції можуть виконувати спеціально пристосовані споруди:

приймання води - водоприймальні оголовки;

попереднє очищення води - берегові сіткові колодязі;

подачу води - насосні станції І підняття.

Але залежно від умов склад споруд може змінюватись.

Наприклад, для берегового водозабору функції приймання води та її попереднього очищення здійснюються в одній споруді - береговому водоприймально-сітковому колодязі, а в сприятливих кліматичних умовах при відносно чистій воді береговий сітковий колодязь може виключатись з схеми і насоси І підняття забиратимуть воду безпосередньо з водного джерела, що робить водозабір значно дешевшим.

Тип водозабору, що визначається місцем розташування водоприймача, приймають на підставі топографічних (профілю берега) і гідрологічних умов (глибини біля берега при розрахункових рівнях води в річці), продуктивності водозабору, природних умов водного джерела.

Можна виділити такі принципові типи річкових водозаборів: береговий, русловий, берего-русловий (змішаний), інфільтраційний, ковшовий, пригребельний, пересувний.

Компонування споруд

Компонування споруд (роздільне, суміщене) приймається залежно від продуктивності водозабору, геологічних (порід, що залягають в основі) і гідрологічних умов (амплітуди коливання рівнів в річці), а також від характеристики прийнятого насосного обладнання.

Роздільна схема компонування споруд, за якою насосна станція І підняття розташовується окремо від берегового сіткового колодязя, доцільна при продуктивності водозабору Q Ј 1...1.5 м3/с, слабких породах, що складають берег, амплітуді коливання рівнів в джерелі 6...8 м, допустимій висоті всмоктування насосів І підняття < 3...4 м.

Суміщену схему компонування споруд (насосна станція І підняття зблокована в одній споруді з береговим сіткоовим колодязем) більш доцільно приймати при Q і 1...1.5 м3/с, міцних породах, що складають берег, амплітуді коливання рівнів в річці 6...8 м, допустимій висоті всмоктування насосів І підняття hвс > 3...4 м.

Технологічна схема водозабірних споруд повинна забезпечувати надійність забору і подачи води відповідно до прийнятої категорії водозабору.

Така надійність залежно від групи природних умов забору води (легкі, середні, важкі) для водозаборів різних типів досягається секціюванням і дублюванням водоприймачів в одному та двох створах.

Секціювання (приймається не менш двох паралельно діючих секцій) є обов'язковим для водоприймачів, водоводів та берегових сіткових колодязів водозаборів І та ІІ категорії надійності подачи води постійного типу.

В складних природних умовах забору води в схемах водозаборів використовують водоприймальні ковші, підвідні канали, регуляційні інженерні споруди (пороги, дамби, шпори, прорізи), які дозволяють поліпшити місцеві умови відбирання води.

На водних джерелах рибогосподарського значення в склад водозабору включають рибозахисні пристрої.

Береговий водозабір

Береговий водозабір (рис.2) влаштовують при крутому березі річки, коли при РНВ біля берега забезпечується достатня глибина для роботи водозабору.

Приймання води з джерела здійснюється через водоприймальні вікна в лобовій частині берегового водоприймально-сіткового колодязя (БВСК), які можуть бути розташовані в два яруси для можливості забору води найкращої якості в будь-яку пору року (в повінь, коли в придонній зоні транспортується значна кількість наносів, вода забирається через верхній ярус при перекритих вікнах нижнього ярусу).

Достатня для розміщення водоприймальних вікон глибина може бути забезпечена частковим висуненням БВСК в русло або влаштуванням водопідвідного каналу, по якому вода підводиться до БВСК, повністю розташованому на березі.

У випадку повного висунення БВСК в русло він сполучається з берегом насипною дамбою або службовим мостом.

Рис. 2. Принципова схема берегового водозабору з суміщеним компонуванням:

1 - русло річки; 2 - береговий водоприймально - сітковий колодязь; 3 - водоприймальні вікна, перекриті сміттєзатри-мувальними решітками; 4 - водоочисні сітки; 5 - службовий павільон; 6 - всмоктувальні лінії насосів; 7 - насосна станція І підняття.

Русловий водозабір

Русловий водозабір (рис 3) влаштовують при пологому березі, коли необхідна для прийняття води глибина при РНВ та РВВ знаходиться на достатньо великій відстані від берега.

Водоприймальні вікна такого водозабору влаштовують в затопленому водоприймальному оголовку, винесеному в русло річки і сполученому з береговим сітковим колодязем самопливними або сифонними водоводами.

Сифонні водоводи (допускаються для водозаборів ІІ та ІІІ категорії надійності подачі води) доцільно проектувати у несприятливих геологічних умовах через зменшення коштів на їх прокладання і ремонт в порівняння з самопливними.

Рис. 3. Принципова схема руслового водозабору з роздільним компонуванням:

1 - русло річки; 2 - затоплений водоприймальний оголовок; 3 - водоприймальні вікна, перекриті сміттезатримувальними решітками; 4 - самопливні водоводи; 4-а - сифонні водоводи; 5 - береговий сітковий колодязь; 6 - водоочисні сітки; 7 - службовий павільон; 8 - всмоктувальні лінії насосів; 9 - насосна станція І підняття; 10 - трубопровід для подачі води на промивку самопливних водоводів.

При роздільному компонуванні водозабору насосну станцію І підняття розташовують поза зоною порушення грунтів на незатоплюваному в повінь майданчику (як правило на відстані до 25...30 м від берегового колодязя).

Руслові водозабори краще вписуються у топографічні форми узбережжь і мають більш сприятливі санітарні умови, ніж берегові.

Але в порівняння з останніми дорожчає будівництво, ускладнюється експлуатація і знижується надійність роботи водозабору, що пов'язане з наявністю додаткових комунікацій та недоступністю для обслуговування затоплених водоприймачів.

Захист водоприймальних отворів від потрапляння шуги і риби

Водоприймальні отвори мають бути захищені або самі запобігати потраплянню шуги і риби (особливо молоді) до водозабору. Шуга може повністю закупорити водозабір і вивести його з ладу. Риба, яка потрапляє до водозабору здебільшого гине, через що зменшуються рибні запаси і ускладнюється робота водозабору та інших споруд.

Найбільш поширеним засобом захисту є забезпечення дуже малих швидкостей входу води у отвори, а також утворення отворів фільтрувального типу, в яких вода проходить крізь шар пористого завантаження (щебінь, пінополістирол тощо). Проте в складних умовах захист отворів від шуги та риби забезпечується більш складними заходами.

Для боротьби з шугою треба правильно вибрати місце розташування водозабору, а також тип і конструкцію елементів водозабору (берегові замість руслових, ковшові водозабори, два водозабори по 50 % продуктивності, обертальні сітки тощо); спрямляти русло річки на ділянці водозабору; змінювати динамічний стан потоку, будуючи струмененапрямні дамби і споруди; при невеликій кількості шуги використовувати решітки з гідрофобних матеріалів (дерево, ебоніт) або покривати металеві стержні гідрофобізуючими матеріалами (кам'яновугільна смола, гума, нафтобітум тощо); використовувати плавучі відокремлювальні пристрої (заводь, шуговідбійні короби); промивати решітки зворотною течією води або здійснювати їх механічне очищення; обігрівати решітки електрострумом, парою або гарячою водою, яку скидають перед водозабором і яка становить до 20 % його витрати.

Рибозахисних заходів вживають на водоймах рибогосподарського призначення. За своєю природою їх поділяють на механічні, гідравлічні, фізіологічні.

Механічні перешкоди на шляху руху риби виконують у вигляді сітчастих заграт, жалюзей, фільтрів з кам'яних накидів, рослинних фільтрів, плетіння, решіток, плоских сіток, сіток із рибовід-водами, сітчастих барабанів тощо. Усі вони мають невеликі отвори, крізь які не може пройти риба, вода ж проходить з невеликою швидкістю. Ці пристрої найнадійніші і найпростіші, але вони можуть завдати шкоди окремим особям риби.

Гідравлічні пристрої з погляду охорони риби кращі, проте потребують складних інженерних вирішень і постійного контролю збоку експлуатаційного персоналу. До них належать різноманітні струмененапрямні пристрої, за допомогою яких у водотоках створюються гідравлічні умови для спрямованого руху риби в районі водозабору. Найпростіші з них — це заводі, жалюзі, відбійні козирки.

Біологічні рибозагороджувачі відлякують рибу завдяки різноманітним подразникам. Вони являють собою системи, які утворють у воді електричні, світлові, звукові поля, завіси з повітряних бульбашок тощо.

Вибір методу захисту водозабору від потрапляння шуги та риби залежить від інтенсивності шугоходу або скупчення риби, наявності матеріалів, обладнання, місцевих умов, можливості організації належної експлуатації.

Правила технічної експлуатації споруд для забирання поверхневих вод

Технічна експлуатація водозабірних споруд полягає в спостереженнях за джерелом, нагляді за водозабором і гідротехнічними спорудами. В свою чергу спостереження за джерелом передбачає дотримання санітарно-технічних вимог і спостереження за режимом водойми.

Спостереження за режимом водойми полягають в нагляді за рівнєм води, зміною русла, рухом наносів, замуленням, льдоставом, шугольодовими явищами, льодоходами, якістю води.

Проби води на якість беруть систематично за місячним або річним планом-графіком. Повні хімічні і бактеріологічні аналізи роблять чотири рази на рік: у літню і зимову межень, під час весняної та осінньої повеней при максимальних горизонтах води в джерелі.

Короткі фізико-хімічні показники (температура, каламутність, рН, смак і запах, лужність, кольоровість, загальна і карбонатна жорсткість, наявність сульфатів, хлоридів, азотів, аміаку, нітратів і нітритів) та бактеріологічні (колі-титр, кількість бактерій) проводять щомісяця за погодженням із санепідемстанцією.

При виявленні порушень необхідно з'ясувати причини і вжити заходи по їх усуненню.

Основні заходи при експлуатації водозабору:

очищення і ремонт решіток (двічі на рік);

очищення від осаду самопливних або сифонних ліній (один-два рази на рік);

очищення від забруднення сіток (по мірі забруднення) і сітчастих колодязів (двічі на рік);

очищення ковшів від наносів (проводять в міру скупчення в ньому осаду);

обстеження і ремонт арматури і устаткування (не менш чим двічі на рік);

захист споруди від навалів льоду і дії хвиль (при наявності цих явищ і перед ними);

боротьба з біологічним обростанням окремих елементів споруди (не рідше чим один раз на рік);

боротьба з донним льодом та шугою (в міру потреби при наявності цих явищ перед ними).

При нагляді за гідротехнічними спорудами треба виконувати:

контроль за станом і роботою споруд;

повсякденний нагляд за спорудами (очищення їх від сміття, льоду, снігу, грунту, який обсипається, утеплення при необхідності споруд, обігрівання металевих конструкцій, обколювання льоду біля споруд, відведення дощової, талої і фільтраційної води, озеленення укосів, пофарбування, смоління, змазування металевих і дерев'яних частин тощо);

поточний і капітальний ремонт.

Крім того ведеться оперативна експлуатація гідротехнічних споруд, яка полягає в підведенні води до водозабірних споруд і скиданні її надлишку через водоскидні споруди в нижній б'єф (регулювання рівня), видаленні разом з водою льоду, шуги, сміття, наносів.