Водозаборное сооружение (водозабор)

Водозаборные сооружения предназначены для забора воды из естественных или искусственных источников воды и состоят из ряда основных гидротехнических сооружений и вспомогательного оборудования.

Водозаборные сооружения являются начальным и наиболее важным элементом любой централизованной системы водоснабжения, поэтому надежность подачи воды надлежащего качества конечному потребителю напрямую зависит от правильного проектирования, строительства и эксплуатации этих сооружений.

 

Классификация водозаборных сооружений

По характеристикам источника водозаборы делятся на подземные и поверхностные. Запасы подземных вод обычно имеют более стабильные характеристики качества воды и относительно защищены от поверхностного загрязнения. Источники поверхностного водоснабжения отличаются высокой продуктивностью, но требуют постоянного наблюдения за соблюдением технико-санитарного состояния территории поверхностного источника: озер, рек.

Подземные источники водоснабжения

В разработке. Сооружение водозабора подземных вод (два колодца в кессонах - круглые бочки), рядом колодцы, здание с насосными агрегатами, мерным блоком, резервуаром чистой воды.

Подземные воды согласно п. 5.3. СНиП 2.04.02-84 * «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения »системы водозабора (чаще всего: подземный источник водоснабжения) делятся на:

• Водозаборные скважины (чаще мы используем термин: артезианская скважина) для добычи артезианской воды;
• Скважины для добычи большей части подземных вод;
• Горизонтальные водозаборы, которые в свою очередь делятся на:
• Комбинированные водовыпуски;
• Балочные водозаборы используются для более полного захвата грунтовых вод - сочетание колодца с горизонтальными колодцами, проложенными с разных сторон водоносного горизонта;
• Пружинный улов;

Поверхностные источники водоснабжения

Сооружения поверхностного водозабора (две круглые башни) на берегу Волги в г. Кстово

Поверхностные источники водоснабжения делятся на:

Для поверхностных источников различают следующие типы водозаборных сооружений:

• Наземные водозаборные сооружения используются на относительно крутых берегах рек; они представляют собой колодец большого диаметра из бетона или железобетона, ведущий от передней стены в реку. Вода поступает в него через отверстия, защищенные решетками, а затем проходит по сетям, осуществляющим грубую механическую очистку воды.
• Водозаборные сооружения в канале обычно используются с ровным берегом, имеют головку, сделанную в русле реки. Дизайн головы очень разный. С головы вода по самотечным трубам подводится к береговому колодцу; последний часто совмещают с насосной станцией первого подъемника.
• Плавучий водозабор - это понтон или баржа, на которых установлены насосы, забирающие воду непосредственно из реки. Подача воды на берег осуществляется по трубам (с подвижными соединениями), проложенным на соединительном мосту.
• Ковшовые системы водозабора. Вода сначала поступает из реки в расположенную у берега ведро (искусственную бухту), в конце которой находится сам водопровод. Ковш предназначен для отстаивания наносов, а также для борьбы с ледяными преградами - слякотью и глубоким льдом.

Типы водозаборов и выбор места их размещения

Тип водозаборных сооружений определяется типом источника воды и делит их на поверхностные и подземные водозаборы. Конструктивно водозаборы поверхностных вод зависят от:

 

• Тип источника воды - водозаборы на водотоках (реки или каналы на равнинах, в предгорьях и горах) и на водоемах (моря, озера, водоемы);
• Назначения - снабжение хозяйственно-питьевой, технической, поливной, тепловой и электрической водой;
• Категории бесперебойного водоснабжения;
• Расположение основных водозаборных сооружений комбинированное (водозабор с насосной станцией находится в одном строении) и раздельное;
• Расположение водозабора - береговое, канальное и удаленное;
• Схемы водозабора - грунтовой колодец и насосная станция с самотечными линиями или сифоном и водозаборами в источник воды, с ведром водозабора, с открытым водоприемным каналом или огороженная;
• Способ поступления воды в водозабор - при заборе воды сверху, сбоку или снизу;
• Условия приема воды из водозабора - поверхность, глубина и дно,
• Расположение водосброса в ручье или водоеме - не затопленный, временно затопленный и затопленный;
• Материал водозабора - бетон, железобетон, металл, дерево;
• Характеристики водозабора: вихревой, щелевой, раструбный, клеточный, трубчатый, зонт;
• Воздействие на экологию источника воды - активное и пассивное;
• Характер мобильности: стационарный, плавучий и фупикулерский;
• Режим работы постоянный и временный.

Если необходимо увеличить глубину воды у входных отверстий и регулировать ее отбор, готовят водозаборы рядом с плотиной, которые могут располагаться как в теле плотины, так и за ее пределами.

Добыча подземных вод осуществляется при помощи шахтных стволов и труб, колодцев, горизонтальных водозаборов и балок и родников.

У каждого из них есть определенные требования к ансамблю и планировке необходимых помещений и оборудования. В проектной документации обязательно должны быть материалы с необходимыми гидравлическими и технологическими расчетами, сведения о составе сооружений и их схемах и пояснительная записка, в которой содержится информация о расположении водозабора, необходимости принятия мер по защите водозабора объекты при эксплуатации (относится к речным водозаборам), санитарно-защитная организация и зоны безопасности.

Выбор типа водозаборного устройства зависит от гидрогеологических и гидрологических характеристик источника водоснабжения, а также местных факторов:

• условия, при которых будет осуществляться водозабор;
• общая влажность выбранного источника;
• гарантии надежности бесперебойного водоснабжения;
• суточные нормы водозабора и требования к качеству воды;
• природные, конструктивные и эксплуатационные факторы.

Водозаборные сооружения должны соответствовать строительным и санитарным нормам, быть прочными, устойчивыми, долговечными, простыми в исполнении и архитектурном исполнении.

Водозабор состоит из водозабора, оборудования для предварительной очистки воды и насосной станции 1-го подъёма. Выбор места водозабора зависит от назначения водозабора и самого источника водоснабжения, но обязательно должен осуществляться с соблюдением следующих требований:

• Количество и качество забираемой воды должны соответствовать потребностям водопотребителя;
• Водозабор должен располагаться на минимальном удалении от водопотребителя и обеспечивать благоприятные санитарные условия, исключающие вероятность загрязнения источника хозяйственно-бытовыми сточными водами;
• Планируемое расположение водозабора должно обеспечивать наиболее дешевое и надежное техническое решение водозабора с учетом затрат на создание санитарно-защитных зон на питьевом водоснабжении;
• Топографические, гидрогеологические, геологические и гидрологические условия должны подходить для строительства и эксплуатации сооружений в период проектирования;
• Строительство водозабора необходимо согласовывать с другими видами водопользования в регионе (сплав, орошение, судоходство, рыбоводство).
• Для водозаборов питьевого водопровода и коммунальных служб при выборе места основным требованием является качество воды в источнике.

Зона санитарной охраны (ЗСО) источника водоснабжения

Санитарно-защитная зона (СЗО) источников водоснабжения регламентируется СанПиН 2.1.4.1110-02 «2.1.4. ПИТЬЕВАЯ ВОДА И ВОДОСНАБЖЕНИЕ НАСЕЛЕНИЯ. Санитарно-защитные зоны источников водоснабжения и водопровода питьевого назначения» состоит из 3-х ремней:

• первый пояс - зона строгого режима обнесена пустым забором, установлены знаки безопасности.
• вторая полоса - зона бактериологического заражения.
• третья полоса - это зона химического загрязнения.

Зона охраны здоровья 2-го и 3-го пояса определяется расчетным путем.

Требования к сооружениям водозабора

На водовыпусках из водоисточника забирается не только вода, но и ее предварительная механическая очистка и подача под определенным давлением непосредственно к потребителю или на очистные сооружения головного водопровода. Одно из основных требований к водозаборным системам - бесперебойная подача воды надлежащего качества и в необходимом количестве. Водозаборные сооружения должны иметь возможность функционировать в случае затруднения водозабора из-за уменьшения глубины или расхода воды в русле реки; усиление образования внутриводного льда и ила в потоке, льдообразование, регулирование стока на гидроэлектростанциях, заторы или завалы льда.

 

Строительство водозаборных сооружений не должно приводить к нарушению водного режима у источника, при обеспечении гарантированного поступления воды в канализацию всеми водопользователями, расположенными ниже водозабора. В случае недостаточного остаточного расхода воды в открытом источнике ниже точки водозабора необходимо регулировать естественный расход водохранилищным устройством.

Чтобы обеспечить правильное функционирование систем водозабора, они разделены как минимум на две независимые секции. Такой подход является обязательным для приема воды, самотечных линий и колодцев с грунтовой сеткой.

При отсутствии возможности забора воды в определенном количестве, используя водозаборное сооружение, оборудуют комбинированными водозаборами, представленными двумя независимо действующими сооружениями, расположенными в местах с разными условиями шуго-ледового или аллювиального, либо сооружением с двумя разными типами водозабора.

Эксплуатационные требования

Во всех без исключения системах водоснабжения должны быть предусмотрены меры по предотвращению механического, биологического и минералогического загрязнения воды, поступающей в поверхностный водозабор и при ее последующей транспортировке по водным каналам и трубопроводам. При сложных явлениях тряски в источнике водоснабжения оборудуют электрообогрев решеток, подачу горячей воды или сжатого воздуха к водовыпускам, импульсную промывку в сочетании с ополаскиванием, покрытие металлических элементов кассеты с гидрофобным материалом. При заборе воды из водных источников, имеющих рыболовное значение, предусмотрены рыбоохранные заграждения.