|
| ||
| 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:  |
ОГЛАВЛЕНИЕВодозаборы с пойменными водохранилищамиВажную роль в улучшении качества воды играют включаемые в комплекс водозаборных сооружений при-брежные пойменные водохранилища-отстойники с многосуточным пребыванием воды в них. Положительная роль таких водохранилищ известна давно в нашей стране [например, описанный водозабор из р. Алей для Руб-цовска (рис. 47) и из р. Днестр для Кишинева]. Водохранилища эти не только позволяют регулировать забор воды из реки, но и снижают содержание взвеси, окисляе-мость и бактериальную загрязненность. Предварительное осветление воды в пойменных водохранилищах-отстойниках на водозаборе из Днестра для Одессы длительное время обеспечивало возможность использования медленных фильтров, а в настоящее время — одноступенной технологии очистки воды на скорых фильтрах. Предварительное осветление в пойменных водохранилищах нашло широкое применение в зарубежной практике водоснабжения, в частности в Финляндии, и заслуживает более широкого распространения в нашей стране. В пойменных водохранилищах вода может подвергаться не только отстаиванию, но и аэрированию, хлорированию и т. д. с достаточно высоким эффектом осветления. Интересное решение водозабора с пойменным водохранилищем реализовано в Финляндии на водопроводе Хельсинки (рис. 70). Вода с водозабора берегового типа на р. Вантаа по туннелю протяженностью около 0,5 км подается в водохранилище Силвола вместимостью 5 млн. м3, длина которого около 1 км, ширина 0,5 км и глубина до 16 м. В водохранилище построены три выпуска и два водоприемника башенного типа. Конструкция выпусков и размещение их относительно водоприемников позволяют создавать циркуляцию воды в водохранилище по двум замкнутым контурам, причем скорости течения таковы, что обеспечивают осаждение значительной части взвешенных веществ. Вода из водохранилища подается самотеком на водоочистную станцию, сюда же возможна подача воды непосредственно с водозабора на р. Вантаа, минуя водохранилище. Режим подачи воды и технология ее очистки устанавливаются в зависимости от качества воды в источнике и корректируются по сезонам года. При наличии в пойме аллювиальных отложений с хорошими фильтрационными свойствами пойменные водохранилища могут иметь прямую связь с рекой через грунтовый поток и подпитываться этим потоком. При: этом открытый отбор воды непосредственно из русла реки может быть ограничен или даже не производиться вовсе, благодаря чему достигается высокое качество воды в водохранилище. Использование подрус-ловых вод и применение соответствующих типов водо-. заборов (инфильтрацион-ных) всегда дает преимущества в отношении качества получаемой воды. Если же при этом запасы подрусло-вых вод обеспечивают водо-потребление, целесообразность применения инфильт-рационных водозаборов не вызывает сомнения. Помимо традиционных способов отбора подрусловых вод (прибрежными скважинами, га-лереями, дренами, подрус-ловыми лучами и т. д.) применяют иногда и открытый-способ с эксплуатацией обычных водозаборов из поверхностных источников. Это возможно на пойменных водохранилищах с фильтрующим ложем, используемых в качестве каптажных сооружений. При откачке воды из них и соответствующем понижении уровня достигается устойчивый приток подрусловых вод, обеспечивающий расчетную производительность водозабора.  Рис. 70. Водозабор р. Вантаа с буферным водохранилищем 1 — береговой водоприемник, совмещенный с насосной станцией; 2 — самотечный туннель для подачи воды в водохранилище; 3 — оголов-ки выпусков; 4 — водоприемники в водохранилище; 5 — туннель для отвода воды из водохранилища, 6 — напорные трубопроводы  Рис. 71. Плавучий водозабор на староречье 1 — основное русло реки; 2 — староречье; 3 — плавучий водозабор; 4 — береговая насосная станция; 5,6 — зеркало грунтовых вод соответственно в естественных условиях и при работе водозабора Пойменные водохранилища могут быть образованы заполнением выемок от добычи гравийно-галечниковых и песчаных строительных материалов, когда создаются вдольбереговые карьеры с фильтрующими бортами, или естественных котловин, образующихся в результате рус-лоформирующих процессов самой реки. В первом случае, удачно сочетая потребности стройиндустрии и водоснабжения и разрабатывая карьеры с учетом строительства водозаборов в последующем, можно сократить удельные капитальные затраты. Во втором случае, используя староречья или перекрывая действующие протоки с последующей их расчисткой, также можно создать благоприятные условия для водозабора без больших ка-питаловложений. В любом случае выемки должны быть обвалованы из условия незатопляемости их в периоды паводков и, кроме того, должны быть созданы соответствующие зоны санитарной охраны. На рис. 71 показан один из таких водозаборов на Они Б системе промышленного водоснабжения (по М. И. Кочину). Забор воды здесь осуществляется из староречья с помощью плавучей насосной станции на значительном удалении от основного русла реки. Первоначально намечалось построить здесь ковшовый водозабор с подводящим каналом до потребителя. Сложности производства строительных работ по самому ковшу и каналу, проходящему по заболоченной пойме, и, следовательно, большая продолжительность строительства потребовали иного решения вопроса. Оно было найдено как раз в использовании староречья Оби, врезающегося в хорошо фильтрующие песчано-гравийные аллювиальные отложения и вытянутого вдоль уступа первой надпойменной террасы. Предварительно было установлено, что производительность водозабора может быть обеспечена в большей степени за счет динамических запасов подрус-ловых вод и лишь частично — статических запасов в самом староречье. Таким образом, староречье, позволившее получить воду высокого качества и благодаря этому отказаться от строительства специальных водоочистных сооружений, предусмотренных в первом варианте, выполнило роль площадного каптажного сооружения. Для увеличения дебита к нему были присоединены каналами соседние старицы, расчищенные предварительно от наносов. Многолетняя эксплуатация этого водозабора с подачей воды не только на промышленное, но и на хозяйственно-питьевое водоснабжение без дополнительной очистки (не исключая хлорирования) оправдала принятое решение. Рассматривался аналогичный вариант водозабора для Томска из р. Том в староречье Сенная Курья. Длительное время такие водозаборы надежно действовали на Иртыше [30] и Томи в системах железнодорожного, промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения. Водозабор на Томи первоначально был представлен вдольбереговой выемкой в гравийно-галечниковых отложениях и водоприемником берегового типа, а в дальнейшем он был модернизирован с переходом на ковшовый водозабор. Опыт его устройства и эксплуатации послужил основой для обоснования проекта инфильтрационной галереи. Надо отметить, что рассмотренные водозаборы из пойменных аллювиальных отложений, обеспечивая более высокое качество получаемой воды, в меньшей степени,, чем водозаборы в руслах рек, подвержены отрицательному воздействию шуги, наносов, размыва и т. д. и, следовательно, более устойчивы в работе. Таким образом, практика доказывает возможность и экономическую целесообразность применения данного типа водозаборов, особенно когда требуется улучшение качества воды. В системах временного водоснабжения и в аварийных ситуациях такой водозабор может оказаться наиболее приемлемым.  Рис. 72. Речной водозабор с системой улучшения качества воды в условиях Севера I — открытый водоприемник; 2 — шпунтовая подпорная стенка; 3 — фильтрующий водоприемник; 4 — насосная станция I подъема; 5 — озеро, используемое для отстаивания воды; 6 — инфильтрационные озера; 7 — водозаборные скважины; 8 — резервуары чистой воды; 9 — насосная станция II подъема Примером улучшения качества воды с использованием естественных природных условий может служить показанный на рис. 72 комплекс водозаборных сооружений,, расположенный в тундровой зоне. Тяжелые условия забора воды из реки: интенсивное шугообразование, мощный весенний ледоход, большая амплитуда колебания уровня и активные русловые деформации — затрудняют применение традиционных типов водозаборов в данном случае. К тому же высокая мутность воды в реке, ее низкая температура на протяжении длительного периода в году, сложные условия строительства, обусловленные наличием вечномерзлых грунтов, исключают возможность строительства здесь водоочистной станции с обычной технологией очистки. В этой связи Гипрокоммунводока-налом предложено модернизировать ранее построенные два водозабора (один из открытого, а другой из подземного источников), объединив их в единый технологический комплекс. Первый водозабор представлен береговым водоприемником в шпунтовой деревянной подпорной стенке, дреной в береговых аллювиальных отложениях и насосной станцией I подъема. Ежегодный размыв берега создает аварийные ситуации на этом водозаборе, что вызывает перерывы в подаче воды потребителям, причем качество воды, прежде всего по мутности, не соответствует ГОСТ 2874 — 82. Второй водозабор (из подземного источника) представлен скважинами в аллювиальных отложениях, рассчитанными на инфильтрационное питание из пойменных (старичных) озер. Вода в скважинах характеризуется повышенным содержанием железа. Из-за малого запаса воды в озерах, восполняемого только в периоды весенних паводков, дебит скважин резко изменяется по сезонам года. Таким образом, и этот водозабор не обеспечивает бесперебойного водоснабжения. Модернизация водозабора должна повысить надежность подачи воды с одновременным улучшением ее ка-чества. Достигается это объединением пойменных озер в единый каскад и использованием их как регулирующих емкостей и как водоочистных устройств. Вода с речного водозабора, с увеличением ее мутности, подается в озеро 0-1, выполняющего функции отстойника, и далее, по мере необходимости, отводится в озера 0-11 и 0-III, выполняющие функции инфильтрационных бассейнов. Отстаивание и инфильтрация воды снижают ее мутность и цветность до требуемого уровня, а разбавление подземных вод за счет искусственной подпитки водоносного горизонта сопровождается снижением содержания железа. Вместе с тем многосуточный запас воды в озерах обеспечивает бесперебойную ее подачу даже при остановках речного водозабора. Требования санитарно-гигиенической надежности системы обусловливают необходимость двухступенного обеззараживания воды — на речном водозаборе и перед поступлением ее в резервуары. Эксплуатация такой системы несложна, чистка озер может осуществляться с использованием техники общего назначения (бульдозеров, экскаваторов, земснарядов и др.). Переключения на трубопроводах позволяют корректировать, в зависимости от качества исходной воды, технологию работы комплекса, обеспечивая минимальные эксплуатационные затраты. Специфически сложный гидрологический режим в эстуариях — на устьевых участках рек, особенно в усло-виях воздействия приливов и отливов, обусловливает существенные особенности решения вопроса сохранения качества воды на водозаборах. Наблюдения показали, что во время приливов проникание морской воды, например, в устье р. Северной Двины достигает 15...20 км, а если приливам сопутствуют ветры с нагонным волнообразованием, то может достигать 35 км. При этом даже 2 %-ное добавление морской воды в пресную исключает использование ее для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Поскольку морская вода оказывает флокулирующее воздействие на речную воду, в устьях рек накапливается большое количество осадка, при миграции потока могущего давать вторичное загрязнение воды за счет взмучивания. Расположение водозаборов за пределами зоны воздействия приливов диктует необходимость значительно-го удаления их выше по течению реки от потребителей, что влечет большие дополнительные капитальные затраты. Расположение водозаборов в зоне допустимого возрастания хлоридов в периоды приливов (до 350 мг/л по ГОСТ 2874 — 82), являясь экономически более целесообразным, не исключает, однако, угрозы ухудшения качества воды при непредвиденном сочетании погодных и иных условий. Подобные факты неоднократно были на водозаборах ряда приморских городов в нашей стране (Архангельск, Калининград) и за рубежом. Они обусловливают некоторые особенности устройства и эксплуатации водозаборов в эстуариях. Например, в комплексе водозаборов на р. Преголе (рис. 73) имеются пойменные водохранилища, предназначенные прежде всего для хранения запаса воды на случай вторжения морских вод. На водозаборе № 1 предусмотрено наряду с этим изменение глубины отбора воды в зависимости от ее каче-ства. С этой целью используют набор устанавливаемых в подводящие каналы шандоров с водоприемными от-верстиями на разной высоте. В связи с обильным количеством плавника в каналах на водозаборе № 1 установ-лены три ряда входных решеток с уменьшающимися по ходу воды прозорами, а на водозаборе № 2, кроме того, — вращающиеся барабанные сетки. В обычных условиях вода отбирается непосредственно из реки с после-дующей ее очисткой, при угрожающем возрастании хлоридов отбор воды из реки уменьшается или прекраща-ется полностью с переключением питания водозаборов на водохранилище. Очевидно, что водохранилища могут использоваться также в качестве сооружений первой ступени осветления воды.  Рис. 73. Водозабор с пойменным водохранилищем на устьевом участке реки 1 — речной водозабор; 2 — водохранилище; 3 — очистная станция; 4, 5 — насосные станции соответственно II и I подъема Из других способов предотвращения попадания морской воды в водозаборы систем хозяйственно-питьевого водоснабжения следует отметить применение водовоздушных завес, строительство подводных дамб и полуза-пруд, повышающих напор воды в реке, сезонное регулирование стока и т. д. |
|