Сооружения для приема воды из поверхностных источников презентация

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ
К поверхностным источникам, используемым для целей водоснабжения, относятся реки (в естественном или зарегулированном состоянии), озера и в отдельных случаях моря.
В практике водоснабжения наиболее часто используемыми поверхностными источниками являются реки.
Речные водоприемники должны быть запроектированы так, чтобы их расположение и форма обеспечивали плавное обтекание сооружений и наименьшее стеснение русла реки: они не должны вызывать переформирования русла.

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Место расположения водоприемника должно удовлетворять следующим основным условиям:
обеспечивать возможность применения наиболее простого и дешевого способа забора воды из источника;
гарантировать бесперебойность получения требуемых количеств воды;
обеспечивать прием возможно более чистой воды;
находиться как можно ближе к снабжаемому водой объекту (для уменьшения стоимости водоводов и подачи воды).

СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 — места возможного отложения наносов: 2 —места возможного размыва берегов

КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЧНЫХ ВОДОПРИЕМНИКОВ
Водоприемники берегового типа (раздельные и совмещенные).
Водоприемники руслового типа.
Водоприемники инфильтрационного типа.
Передвижные водоприемники (совмещенные с насосной установкой).

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ БЕРЕГОВОГО ТИПА
Раздельный водоприемник берегового типа
Представляет собой колодец 1, обычно железобетонный, передняя стенка которого выходит непосредственно в русло реки. Вода поступает в водоприемник через входные окна 2, расположенные в передней стенке колодца, и забирается насосами через всасывающие трубы 3.
Кроме того, на пути от входных окон к всасывающим трубам вода проходит через сетки 4, установлен- установленные в перегородке 5, разделяющей водоприемный колодец на два отделения: переднее (приемное) А и заднее (всасывающее) Б.

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ БЕРЕГОВОГО ТИПА
Совмещенный водоприемник берегового типа
Здание станции может примыкать к водоприемному колодцу (рис. а) или может быть конструктивно полностью объединено с водоприемником (рис. б и в). При первой схеме уменьшается общий объем сооружения, но применение ее возможно лишь при наличии достаточно плотных грунтов. Схема, показанная на рис. б, приемлема при любых грунтах, но вызывает увеличение объема сооружения. Применение вертикальных центробежных насосов (рис. в) позволяет уменьшить объем сооружения.

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ БЕРЕГОВОГО ТИПА
Решетки
Перекрывают входные окна, обычно выполняют из металлических вертикальных стержней круглого или прямоугольного сечения. Для возможности очистки решетки следует делать съемными.

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ БЕРЕГОВОГО ТИПА
Сетки
Представляют собой проволочное полотно, натянутое на стальную раму.
Сетки через которые проходит вода, поступающая из приемного отделения во всасывающее, могут быть двух типов — плоские (подъемные) и вращающиеся.

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ БЕРЕГОВОГО ТИПА

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ БЕРЕГОВОГО ТИПА

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ БЕРЕГОВОГО ТИПА

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ БЕРЕГОВОГО ТИПА

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА
1 — оголовок 2 — самотечные трубы, 3 — береговой колодец, 4 — к насосам

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА
Оголовки
Все типы приемных оголовков можно разделить на три группы:
постоянно затопленные
затопляемые высокими водами
незатопляемые.

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА
Оголовки
Затопленные оголовки можно разделить на два типа:
оголовки первого типа служат лишь для укрепления и защиты от повреждения приемных концов самотечных линий, забирающих воду непосредственно из реки;
оголовки второго типа образуют приемную камеру, куда поступает речная вода и к которой присоединяются приемные концы самотечных линий.

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА
По материалу оголовки бывают:
деревянными (свайными или ря- ряжевыми);
Бетонными;
железобетонными.
Ряжевый оголовок с наклонным расположением сороудерживающих решеток.

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА
Прием воды осуществляется с двух сторон через закрытые металлическими решетками окна в продольных стенках оголовка. Оголовку придана обтекаемая форма. Металлический кожух заполняется бетоном (способом подводного бетонирования).
Бетонный оголовок (в металлическом кожухе).

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА
Вода поступает в оголовок через окна в боковых стенках и отводится по двум самотечным трубам, примыкающим к торцовым стенкам двух водоприемных камер, разделенных диагональной перегородкой.
По такому же принципу устраиваются и новые ряжевые оголовки.
Железобетонный оголовок с двусторонним приемом воды

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА
Незатопляемые оголовки более удобны для эксплуатации и обеспечивают наибольшую надежность бесперебойной подачи воды, но представляют собой весьма дорогостоящие устройства. Эти сооружения подобны полым промежуточным опорам моста.
Верх колодца должен превышать наивысший расчетный уровень воды на 0,5—1 м. Такие сооружения часто называют «крибами».
Незатопляемый оголовок

РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА
Самотечные и сифонные линии

Самотечные и сифонные линии
Число самотечных линий, соединяющих оголовок с береговым колодцем (как и число их секций), должно быть не менее двух. Диаметр труб самотечных линий определяется в зависимости от заданного расхода и принятого значения расчетной скорости.
Для самотечных линий водоприемников руслового типа расчетную скорость движения воды при нормальной работе сооружения следует принимать в пределах от 0,7 до 1,5 м/с. Большие значения следует принимать для больших расчетных расходов, при большем содержании взвеси и при относительно малой длине линий.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Самотечные и сифонные линии
Проверка самотечных линий на незаиляемость рекомендуется производить по формуле А. С. Образовского:
где ρ — мутность речной воды в кг/м3;
σ—средневзвешенная гидравлическая крупность взвеси в м/с;
u— скорость выпадения частиц взвеси, равная
(здесь С— коэффициент Шези, принимаемый в зависимости от мате материала труб; V — скорость движения воды в трубе в м/с); D— диаметр трубы в м.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Самотечные и сифонные линии
Способы промывки подающих линий и оголовка:
прямая;
обратная;
импульсная.
При прямой промывке одну из подающих линий отключают, насосы работают в нормальном режиме, и весь расход движется по оставшимся в работе линиям.
Из-за этого уровень в колодце падает, увеличивается перепад отметок в источнике и в колодце, то есть создается увеличенный напор на работающей трубе, вследствие чего скорости движения воды в ней возрастают, смывая загрязнения в береговой колодец, откуда удаляются эжектором.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Самотечные и сифонные линии
Достоинства этого способа:
простота эксплуатации;
отсутствие специальных устройств для промывки;
подача потребителю при промывке проектного расхода.
Недостатки:
не промываются решетки (от мусора и шуги) (вода прижимает задержанные загрязнения к решетке);
загрязнения из трубы выносятся в береговой колодец, и часть из них поступает в очистные сооружения, увеличивая нагрузку на них;
промывка невозможна при низких уровнях воды в реке, то есть не
обеспечивается надежность.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Самотечные и сифонные линии
Наиболее часто применяемым способом очистки самотечных труб является промывка их обратным током воды. Промываемая самотечная линия выключается из работы и в нее подается вода от напорных водоводов. В это время вторая самотечная линия продолжает работать. Вода для промывки подается по обводной трубе (пунктирная линия), соединяющей напорный водовод с самотечной линией. При этом задвижки а и б закрываются, а в и г открываются.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Самотечные и сифонные линии
Достоинства обратной промывки:
одновременная промывка решеток;
возможность отбрасывать шугу от входных окон (автоматическая обратная промывка обеспечивает русловому водозабору 1 степень надежности забора воды);
промывка может быть осуществлена в любое время (обеспечивается
надежность);
загрязнения уносятся промывным потоком в реку.
Недостатки:
сложность эксплуатации;
большие капиталовложения на устройство промывного трубопровода;
снижение подачи воды потребителю;
потери воды.
Обратная промывка рекомендуется при диаметре линий до 500 мм включительно. При больших диаметрах следует ориентироваться на прямую промывку.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Самотечные и сифонные линии
Для импульсной промывки в береговом колодце на каждой подающей линии устанавливается вертикальная колонна (труба), закрытая сверху, подключенная к вакуум–насосу и снабженная клапаном (усилие на рычаге от 10 до 30 кг) впуска воздуха.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

БОРЬБА С БИОЛОГИЧЕСКИМИ ОБРАСТАНИЯМИ
Кроме отложений проблему для самотечных линий могут создавать биологические обрастания - мхи, моллюски (особенно дрейссены), микроорганизмы, мидиями и т.п. Они также могут приводить к уменьшению сечения и увеличению гидравлического сопротивления труб. Для подавления развития биологических обрастаний применяют следующие мероприятия:
Покраска внутренних поверхностей труб специальными красками, (неприменимо для питьевых водопроводов).
Промывка водой с температурой 45-550С.
Обработка воды хлором или медным купоросом.
Анодное растворение медных электродов
методы воздействия ультразвуком, другими излучениями.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Самотечные и сифонные линии
Для достижения требуемого эффекта промывки необходимо создать в самотечной линии такие скорости, которые обеспечивали бы взмучивание отложившегося на дне труб осадка и его вынос.
«Взмучивающая» скорость зависит от средневзвешенного диаметра осевших частиц d и внутреннего диаметра труб промываемой линии D. Многочисленные экспериментальные исследования позволили дать приближенную формулу для определения требуемой скорости промывки:
где коэффициент А принимается в пределах 7,5—10.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Береговые колодцы
Береговые колодцы, как и обычные водоприемники берегового типа, устраивают раздельными или совмещают с насосными станциями.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

Береговые колодцы
Иногда в схему узла водоприемных сооружений (обычно руслового типа) включают отстойники в виде выкопанных в земле бассейнов.
От оголовка 1 вода поступает по самотечным линиям 2 к береговому колодцу 3, совмещенному с насосной станцией. От самотечных линий устроены ответвления к отстойникам 4. В смотровых колодцах 5 расположены задвижки, позволяющие осуществлять переключения и в период повышенной мутности.
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

ПЛАВУЧИЕ ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ)
РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА

ПЛАВУЧИЕ ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ)

Плавучие водоприемные сооружения, основаны по следующему принципу:
отметка насосов изменяется в соответствии с сезонными колебаниями уровня воды в реке так, что высота всасывания остается постоянной. Для этого насосы устанавливают на барже или понтоне.
Подъем или опускание насосной установки одновременно с изменением уровня воды в реке обеспечивает постоянную высоту всасывания насосов. Чтобы плавучая насосная установка не была снесена течением реки, ее закрепляют якорями.
ПЛАВУЧИЕ ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ)

ВОДОПРИЕМНЫЕ КОВШИ

ВОДОПРИЕМНЫЕ КОВШИ
При отборе из рек больших количеств воды в определенных условиях может оказаться экономически целесообразным и эффективным устройство водоприемных ковшей.
Водоприемный ковш представляет собой своеобразный искусственно сделанный залив, который образуется дамбой, вынесенной в русло реки или специально отрытой выемкой. Ковши могут иметь верховой вход или низовой вход по течению реки. В отдельных случаях устраивают два входа в ковш — верховой и низовой.

ВОДОПРИЕМНЫЕ КОВШИ
Достоинства водоприемных ковшей:
защита водоприемника от донного льда (малые скорости движения воды в ковше порядка 5—15 см/с в среднем по сечению ковша обусловливают более раннее образование ледяного покрова, что исключает возможность переохлаждения воды в ковше;
частичное осветление воды, забираемой из рек, несущих большие количества взвеси;
увеличения глубин у места забора воды и для улучшения условий подвода воды из русла реки к водоприемнику (ковш располагают на 1—1,5 м ниже дна реки, благодаря чему отпадает необходимость в возведении водоподъемной плотины).

ВОДОПРИЕМНЫЕ КОВШИ
Гидравлический режим работы водоприемных ковшей зависит от типа и его формы, расположения его отношению к руслу реки, типа входа в ковш и количества воды, отбираемой из реки.
Режим работы ковша меняется при сезонных изменениях уровня и скоростей течения воды в реке.
Можно различать два основных характерных режима отбора — режим деления и режим водообмена.
Детальный анализ работы водоприемных ковшей, а также разработка системы основных расчетных параметров исследовал Образовский А. С.

Режим деления возникает при отборе из реки больших количеств воды (по сравнению с расходом воды в реке).
При этом в реке ниже места отбора воды глубины и скорости течения уменьшаются, т. е. в русле реки образуется кривая спада. При входе в ковш уровень воды несколько понижается и она поступает в ковш со скоростями, равными скоростям течения воды реке или большими их. Это создает условия, способствующие вовлечению в ковш донных наносов.

Режим водообмена возникает при отборе из реки малых количеств воды (по сравнению с расходом воды в реке). При этом режиме на входе в ковш образуется система водоворотов, занимающих большую часть его ширины. Значительная часть воды, входящей в ковш, выходит из него обратно в русло реки. Создается своеобразная застойная зона, в которой происходит как всплывание шуги, так и выпадение взвеси. Это обеспечивает защиту ковша от занесения в него наносов и шуги.

Для одного и того же ковша при сезонном изменении расхода воды в реке режим отбора может существенно меняться (при постоянном количестве забираемой из ковша воды QB). Так, в межень может иметь место режим деления, а в паводки — режим водообмена. В остальное время ковш будет работать в некотором переходном режиме.
Переходный режим характеризуется относительно малым расширением транзитной струи в ковше.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ РЕК С НЕДОСТАТОЧНОЙ ГЛУБИНОЙ
Мероприятия, позволяющие увеличить глубину воды в реке у места водозабора:
создание подпора у места водозабора, т. е. к местному повышению уровня воды в реке;
углублении дна реки у водоприемника и обеспечении стабильности полученных глубин.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ РЕК С НЕДОСТАТОЧНОЙ ГЛУБИНОЙ
Увеличения глубины у водоприемника является строительство водоподъемных плотин.
Водоподъемные плотины, применяемые для обеспечения требуемых глубин в месте водозабора, могут быть глухими, т. е. с переливом воды через гребень (без затворов) или разборные.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ РЕК С НЕДОСТАТОЧНОЙ ГЛУБИНОЙ
Разборные водоподъемные плотины

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ РЕК С НЕДОСТАТОЧНОЙ ГЛУБИНОЙ
Обустройство глухих плотин позволяет:
обеспечить требуемый уровень воды реке;
повысить величину возможного водозабора;
сезонное регулирование стока.
Недостатком является:
невозможность отрегулировать уровень при сезонных изменениях расхода воды в реке;
осложняется борьба с заилением верхнего бьефа (требуется применение промывного шлюза у водоприемника.

Устройство прорезей (подводных каналов).

Устройство прорезей (подводных каналов) и раз- различных регуляционных сооружений, обусловливающих такое переформирование потока, при котором обеспечиваются достижение требуемых глубин и стабильность дна.
Прорези устраивают при помощи землечерпательных машин. Для большей устойчивости прорези направление ее выбирают в соответствии с направлением струи весеннего паводка (период наиболее сильного размывающего действия реки и наиболее высокого содержания в воде наносов).
В процессе эксплуатации приходится периодически очищать прорезь от наносов.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ГОРНЫХ РЕК
Преимущества забора воды из горных рек:
малая загрязненность воды в их верхнем течении сточными водами;
в большинстве случаев позволяет подавать ее потребителям самотеком.
Недостатки:
большие продольные уклоны верхних участков горных рек, что обусловливает наличие в них больших скоростей течения и относительно малых глубин;
горные реки влекут большое количество донных наносов, а также взвешенных наносов;
обладают большой шугоносностью;
в период ливней наблюдаются сели;
в отдельные периоды горные потоки несут много плавника.
расход подвержен большим и резким колебаниям;
в предгорных участках нередко наблюдается значительная изменчивость русла рек.

1 – водоприемная часть плотины с решеткой; 2 – водоприемная камера; 3 – глухая водосливная часть плотины; 4 – подающие водоводы; 5 – промывной аварийный водовод; 6 – камера регулятор; 7 – первичные отстойники; 8 – самотечный водовод; 9 – сброс промывной воды от отстойников.

Ширина прозоров должна быть меньше преобладающих 60—90% размеров донных наносов. Практически прозоры имеют ширину б—12 мм. Для возможности очистки их и галереи решетки устраивают подъемными — отдельными секциями длиной 1—2 м.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩ И ОЗЕР
При проектировании и строительстве водоприемных (а также очистных) сооружений на водохранилищах необходимо учитывать изменения, вносимые водохранилищем в естественный гидрологический режим реки, а также влияние его на качество речной воды и на сезонные колебания ее качества, особенно если вода предназначается для питьевых нужд.
При устройстве водоприемных сооружений на крупных водохранилищах должны быть учтены возможные воздействия ветровых волн, явления сгона и нагона воды, береговые течения, ледовые явления, явления переформирования берегов водохранилищ, а также характер отложения наносов в чаше водохранилища.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩ И ОЗЕР
Водоприемник комбинированного типа

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩ И ОЗЕР
Устройство оголовка.
Оголовок выполнен из вертикально расположенной стальной трубы 1, заглубленной на 5 м в грунт. К этой тру- трубе присоединяются самотечная труба 2 и отросток 3, служащий для обратной промывки самотечной линии. Отросток закрывается крышкой с клиновым запором и цепью 4. Вода поступает в оголовок через верхний конец стояка, оборудованный решеткой 5 по периметру и по торцу.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩ И ОЗЕР
Водоприемник с аванкамерой открытого типа
Открытая аванкамера водоприемника оборудована наклонной сороудерживающей решеткой 1 и пазами для щитовых затворов 2. Из аванкамеры вода проходит под забральной стенкой и поступает во всасывающее отделение. Насосная станция оборудована вертикальными пропеллерными насосами 3. Электродвигатели 4 установлены в наземном павильоне.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ МОРЕЙ И УСТРОЙСТВА МОРСКИХ ВОДОПРИЕМНИКОВ
При выборе способа забора воды из моря, а также типа и конструкции морских водоприемных сооружений необходимо учитывать следующие специфические условия и характеристики морского побережья:
колебания уровня воды, обусловленные приливами и отливами, волнением, нагоном, а также морские течения;
значительную силу удара волн;
геологическое строение морского побережья, взмучивание наносов в прибрежной зоне, образование отмелей, подмыв берега, ополз- оползневые явления;
наличие в морской воде водорослей, моллюсков и микрофлоры;
коррозионные свойства морской воды;
характер ледовых явлений в районе водоприема.

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ МОРЕЙ И УСТРОЙСТВА МОРСКИХ ВОДОПРИЕМНИКОВ

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ МОРЕЙ И УСТРОЙСТВА МОРСКИХ ВОДОПРИЕМНИКОВ

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ МОРЕЙ И УСТРОЙСТВА МОРСКИХ ВОДОПРИЕМНИКОВ

ОСОБЕННОСТИ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ МОРЕЙ И УСТРОЙСТВА МОРСКИХ ВОДОПРИЕМНИКОВ