|
| ||
| Бурение скважин на воду | Технология | Оборудование | Цены | Фото и видео | Техническая литература | ||
 | УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДОЗАБОРОВ |
|
|
Мини-станок для бурения скважин Техническая литература: Колодцы Схема гидрогеологических областей и районов СССР Словарь по гидрогеологии А-Г Словарь по гидрогеологии Д-О Словарь по гидрогеологии П-Я Гидрогеология СССР (Москва 1977г. Л. С.Язвин) Станок для бурения БУР-50:  |
ОГЛАВЛЕНИЕПовышение надежности работы водозаборовРезультаты обследования большого числа водозаборов свидетельствуют о том, что известные на практике методы и средства повышения надежности их работы используются еще недостаточно полно, а задача эта решается нередко путем строительства новых водоприемных сооружении без достаточного на то основания Водозаборы рассчитываются, как известно на эксплуатацию не только в обычных, но и в редко повторя-ющихся (экстремальных) условиях: при образовании заторов и зажоров, переформировании русла реки раз-витии зоо- и биопланктона, изменении гидрологического режима источника вследствие зарегулирования стока перераспределения его в многорукавном русле и т д Наконец, могут быть и скрытые на самих водозаборных сооружениях причины осложнений: неплотности во всасывающих трубопроводах, зарастание их внутренних поверхностей и засорение, повреждение подводных сооружении и коммуникаций и т. д. Указанные факторы нередко (особенно в суровых климатических условиях Сибири и Крайнего Севера) проявляются на одном и том же водозаборе в совокупности: чаще всего (это снижение уровня, шуголедовые процессы и наносы) предельно осложняя отбор воды из источника Примером может служить водозабор на р. Правая Паужетка (п-в Камчатка), донный водоприемник которого после шугохода неоднократно оказывался закупоренным гравийно-галечниковой смесью По методике А. С. Образовского еще на стадии изыскании и проектирования необходимо всесторонне оценивать условия забора воды (табл. 9), место расположения водозабора, характер источника, конструкцию водоприемника и технологию отбора воды; давать прогноз возможных изменений режима реки на весь период работы водозабора, санитарных и других условий и на этой основе выбирать технологическую схему водозабора 1таол. Ю). Схема а — секционированный водозабор устраиваемый в одном створе; схема б — секционированный водозабор, устраиваемый в одном створе но при Двух и более водоприемниках, размещенных как отдельные сооружения или скомпонованные как водоприемник усовершенствованного комбинированного типа- схема в — водозабор, расчлененный на два узла, устроенных в Двух створах, удаленных на расстояние, исключающее возможность одновременного возникновения осложняющей обстановки. Таблица 9. Условия забора воды из рек Характеристика условий забора ВОДЫ Показатели, характеризующие условия наносы, устойчивость берегов и дна шуга и лед другие факторы Легкие Незначительное количество наносов; вполне устойчивое ложе водоема Слабое внутри-водное ледообразование. Ледостав умеренной (0,8 м) мощности, устойчивый Отсутствие в источнике обраста-телей (ракушек, водорослей). Малое количество загрязнений и сора. Средние Взвешенные наносы с р=1,5 кг/м3 (средняя за паводок) . Русло и берега устойчивые с небольшими сезонными деформациями Обильное внутри-водное ледообразование, прекра-щающееся с установлением ледостава, обычно без значительного шу-гозаполнения русла и образования шугозажоров. Ледостав обычно устойчивый, мощностью 1,2 м, формирующийся с полыньями Наличие сора, водорослей, обра-стателей в количествах, не вызывающих существенных помех данному водопотреби-телю. Лесосплав, молевой и плотами. Судоходство Тяжелые Взвешенные наносы с р> 1,5 кг/м3. Русло подвижное с эпизодическими значительными пе-реформированиями берегов и дна, вызывающими изменение отметок дна до 1...2 м Неустойчивый ледяной покров с неоднократными шу-гоходами и значи-тельным шугоза-полнением русла при ледоставе, в отдельные годы с образованием шугозажоров и ледяных заторов. Участки нижнего бьефа ГЭС в зоне неустойчивого ледостава То же, но в количествах, существенно затрудняю» щих работу водозабора и сооруже-ний водопровода Очень тяжелые Взвешенные наносы р>5 кг/м3. Русло неустойчи-вое, систематически и случайно изменяющее плановые и высотные формы Формирование ледяного покрова только при шуго-зажорах, вызывающих подпор; транзит шуги под ледяным покровом в течение большей части зимы. Возможность наледей и перемерза-ний русла. Ледоход с заторами и большими навалами льда на берега — Надо заметить, что данная методика рекомендуется для осредненных природных условий и в основном применительно к водозаборам средней производительности (1...6 м3/с). Следовательно, принятый по этой методике тип водозабора меньшей производительности будет иметь более высокую степень надежности, а большей производительности, наоборот, меньшую надежность. Очевидно, в последнем случае должны предусматриваться дополнительные эксплуатационные меры по повышению надежности работы водозабора. Наряду с правильным выбором типа водоприемника надежность работы водозабора обеспечивается также секционированием отдельных элементов: водоприемников, самотечных и сифонных подводящих трубопроводов, приемных и всасывающих камер береговых колодцев. Секционирование является обязательным для водозаборов I и II категорий надежности подачи воды. Всесторонняя оценка условий позволяет еще на стадии проектирования обоснованно принять степень надежности забора воды: Степень надежности Режим отбора забора воды I........ Бесперебойный отбор расчетного расхода воды II........ Отбор расчетного расхода с возможностью кратковременных перерывов или временного снижения III........ Отбор расчетного расхода с возможностью прекращения подачи воды до суток В определяющей степени все это должно быть подчинено обеспечению требуемой надежности подачи воды: Категория надежно- Режим подачи сти подачи воды I....... Допустимо снижение подачи не более 30 % расчетного расхода в течение до 3 сут, перерыв в подаче или снижение ниже указанного предела до 10 мин. II.......Допустимо снижение подачи не более 30 % до 15 сут, перерыв в подаче или снижениениже указанного предела до 6 ч III....... Допустимо снижение подачи не более 30 % до 15 сут, перерыв в подаче или снижение ниже указанного предела до суток. Таблица 10. Надежность работы водозаборов из поверхностных источников Степень надежности забора воды Типы водоприемных устройств Категории надежности подачи воды в условиях легких средних 1 тяжелых Схемы водозабора а 6 в а б в а б I Береговые незатапли-ваемые водоприемники с водоприемными отвер-стиями, всегда доступными для обслуживания, с необходимыми ограж-дающими и вспомога-тельными сооружениями и устройствами I I II I I II Затопленные водопри-емники всех типов, уда-ленные от берега, прак-тически недоступные в отдельные периоды года I — — II I — III II I III Нестационарные водо-приемные устройства: плавучие фуникулерные II I III III II- III II — — — — — — — Проверку соответствия водозаборов требуемой категории надежности подачи воды следует производить по табл. 10. Для надежности отбора воды важное значение имеет исполнение затопленных (подводных) сооружений водозабора в строгом соответствии с нормативами строительства: возвышение низа водоприемных отверстий должно-быть не менее 0,5 м над дном реки, расположение верха оголовков не менее 0,2 м ниже уровня ледостава, заглубление самотечных и сифонных линий в дно реки и т. д. Реальные природно-климатические и другие условия» нередко бывают сложнее тех схематизированных, которые рассматриваются на стадии проектирования, вследствие чего даже на обоснованно выбранном типе водозабора полностью не исключаются аварийные ситуации. Из практики эксплуатации водозаборов на меандри-рующих и многорукавных реках известно немало примеров, когда из-за отторжения (частичного или полного) излучин и проток нарушается режим работы водоприемных устройств. Такие случаи чаще встречаются на малых и средних реках (например, Алей), но известны и на крупных (Иртыш, Лена и др.), где этому иногда способ-ствуют русловыправительные мероприятия, осуществляемые в интересах судоходства. В 1975 — 1978 гг. при расчистке одной из проток Иртыша и перемещения в нее судового хода протока, используемая для водоснабжения, стала мелеть, быстро заноситься наносами и водозабор оказался отрезанным от основного русла реки. В результате земснарядами пришлось разрабатывать подводящий канал. Ю. С. Демьяненко описывает случай, когда на вновь построенном водозаборе создалась угрожающая ситуация из-за интенсивного размыва и спрямления русла реки (рис. 41). Частичное, а затем и полное отторжение вышерасположенной излучины интенсифицировало размыв берега и создало условия для разрушения перешейка основной излучины, на которой размещен водозабор.  Рис. 41. Водозаборы на меандрирующей реке 1 — действующий водозабор; 2 — участок интенсивного размыва берега; 3 — спрямляющий канал; 4 — отторгнутая излучина; 5 — проектируемый водозабор По мере отторжения излучины скорость потока в ней уменьшалась, изменился гидрологический режим, происходило интенсивное осаждение наносов, и, наконец, излучина превратилась в старицу. Тенденция к этому же создалась и на основной излучине. В качестве профилактических мер по обеспечению работы водозабора было рассмотрено два варианта: укрепление берега на перешейке основной излучины и спрямление русла путем строительства канала через перешеек смежной излучины. Оба варианта давали лишь временное улучшение условий забора воды с неизбежными большими эксплуатационными затратами по поддержанию режима источника в последующем. В конечном итоге было признано целесообразным построить новый водозабор у коренного берега на вышележащем устойчивом участке реки. К тому же этот участок, хотя и более сложный для строительства, был менее отдален от водопотребителей. Очевидно, такое расположение водозабора при первоначальном выборе места для него позволило бы существенно снизить стоимость водопровода. В последние годы все чаще приходится решать задачи повышения надежности работы водозаборов при снижении уровня воды в источнике, вызванном углублением его русла в связи с добычей песчано-гравийных строительных материалов. Выемка грунта из русел рек (например, Оки, Оби, Томи и др.) для строительных целей достигает иногда таких размеров, что уровень воды снижается на 2 м и более. Характерными в этом отношении можно считать водозаборы на Томи и Оби. Русло реки на одном из водозаборов из Оби для Новосибирска врезается до коренных пород, скорость руслового потока во время ледостава 0,9...1 м/с. До зарегулирования реки продолжительность периода формирования ледяного покрова составляла 5...16 сут, после зарегулирования — 35 сут. Формирование устойчивого ледяного покрова заканчивается к 5...10 декабря, но вскоре у водозабора вновь образуется полынья. Работа водозабора в шуголе-довые периоды стала все более и более осложняться. Одной из главных причин этого явилось чрезмерное снижение ГНВ в предледоставный период, когда слой воды над верхом оголовка составлял всего 0,75...! м и плывущая шуга слоем толщиной 1,5...2 вовлекалась в водоприемные окна. Снижение ГНВ ниже расчетного, как показали наблюдения, является следствием размыва русла реки в нижнем бьефе ГЭС и отбора большого количества грунта без учета условий работы водозабора. С 1960 по 1975 г. отбор грунта из русла Оби для строительных целей составил около 20 млн. м3, в результате чего на участке расположения водозабора ГНВ при шугоходе через 18 лет (1957 — 1975 гг.) оказался ниже проектного на 0,7 м. Этому способствовала также барьерная роль плотины ГЭС, уменьшившей поступление наносов в нижний бьеф: до строительства ГЭС твердый сток у Новосибирска составлял 6,5 млн. м3/год, а к 1975 г. снизился до 4,5 млн. м3/год. Для поддержания требуемого уровня (1,4 м над верхом оголовка), при котором уменьшается воздействие шуги на работу водозабора, осуществляется непроизводительный сброс воды на ГЭС, что ведет к преждевре-менной сработке водохранилища. Следовательно, при проектировании водозаборов на зарегулированных участках рек надо учитывать возможную посадку уровней воды не только за счет изменения режима сброса и размыва русла, но и за счет возможного расширения масштабов отбора грунта из реки. Разумеется, необходимо упорядочить также отбор грунта в зоне наибольших русловых переформирований с учетом нужд всех водопользователей. |
|