|
| ||
| Бурение скважин на воду | Технология | Оборудование | Цены | Фото и видео | Техническая литература | ||
 | Выбор источника водоснабжения и оценка условий забора воды |
|
|
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:  |
ОГЛАВЛЕНИЕВыбор источника водоснабжения и оценка условий забора водыХозяйственно-питьевое водоснабжение населенных пунктов должно исключать прямое или косвенное вред-ное воздействие воды на здоровье людей. Следовательно, первостепенное значение при выборе источника име-ет качество воды. Разумеется, что дебит источника (или нескольких источников) при естественном его стоке или регулировании должен обеспечивать потребность в воде с учетом перспективного роста водопотребления. Согласно ГОСТ 17.1.3.03 — 77 (с изм.) «Охрана природы. Гидросфера. Правила выбора и оценки качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения», предпочтение всегда отдается подземным источникам. Поверхностные источники используют для хозяйственно-питьевого водоснабжения только после разведки подземных источников (отсутствия естественных их ресурсов, установления неблагоприятных гидрогеологических условий, недостаточного дебита и др.). При недостаточном дебите подземного источника переходу к прямому использованию поверхностных источников должно предшествовать глубокое изучение возможности искусственного пополнения подземных вод. Принцип выбора источников выработан длительным предшествующим опытом развития централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Известно, что в большинстве наших городов первоначально централизованное водоснабжение базировалось на подземных источниках, однако по мере роста водопотребления и истощения запасов подземных вод осуществлялся переход (частичный или полный) к поверхностным источникам, что можно проследить на примере водопроводов Москвы, Калуги, Тулы, Калинина, Барнаула, Хабаровска, Магадана и других городов. Проводимый одновременно с этим поиск подземных вод во многих случаях (например, в Горьком, Куйбышеве, Владимире, Кемерове, Томске, Петропавловске-Камчатском и др.) позволил выявить большие запасы подземных вод, благодаря чему осуществлен частичный переход к подземным источникам. Таким образом, сложились системы водоснабжения с разнотипными источниками питания, отличающиеся высокой маневренностью и надежностью. В самом начале строительства водозабора (на стадии выбора источника) необходимо знать гидрологичес-кий режим реки, позволяющий оценить не только возможность бесперебойного отбора требуемого количества воды, но и особенности технологии ее очистки. В этой связи следует пользоваться известной классификацией рек, сделанной Б. Д. Зайковым и основанной на связи их режима (внутригодового распределения стока) с климатом. По характеру водного режима все реки СССР с незарегулированным стоком разделяются на три основные, группы (рис. 1): I — реки с весенним половодьем; II — с половодьем в теплую часть года; III — с паводочным режимом. Реки I и II групп характеризуются повторяющимися из года в год большими расходами воды в весенне-летний период различной продолжительности. В остальное время года наблюдается низкий (меженный) или несколько повышенный сток, иногда со случайными паводками. Реки III группы отличаются резкими кратковременными, но часто повторяющимися паводками и малым стоком в межпаводковые периоды. Внутри этих групп выделяют 10 типов рек. I группа рек делится на 5 типов соответственно регионам, где тот или иной тип рек наиболее распространен. II группу подразделяют соответственно на 2 и III — на 3 типа. Отличительные признаки каждого типа рек видны из рис. 1. Наибольшее распространение имеют реки с весен-ним половодьем. В них, в зависимости от их величины и района расположения, в течение весеннего половодья (при таянии снега) проходит 50...100 % годового стока. Характерные черты режима рек сохраняются на всем их протяжении только тогда, когда весь водосборный бассейн находится в одной ландшафтной области и режим рек формируется под влиянием климатических факторов, изменяющихся лишь во времени. В противном случае река может иметь разнотипный режим, что характерно для крупных рек. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения важно и то, какой тип питания имеет тот или иной источник. Типы рек по источникам питания (по М. И. Львовичу) приведены в табл. 1. Знание режима источника позволяет более обоснованно подойти к решению задачи устройства водозабо-ра, а также оценить условия отбора воды и работы водоочистной станции. Таблица 1. Типизация рек по источникам питания Тип питания Символ Районы преимущественного распространения. Почти полностью снеговое S >80 % Северный Казахстан, Заволжье Преимущественно снеговое S > 50 % Европейская часть СССР, Западная Сибирь, северо-восток азиатской части СССР Почти полностью дождевое R > 80 % Черноморское побережье Кавказа (южная часть) Преимущественно дождевое R > 50 % Дальний Восток, некоторые районы Закавказья, бассейны Лены и Индигирки Преимущественно ледниковое G > 25 % Высокогорные районы Кавказа и Средней Азии Смешанное, но преобладает снеговое S 50% Прибалтика, предгорные районы Северного Кавказа, Алтая,, Саян, бассейн Лены дождевое R 50 % Закавказье, Черноморское побережье Кавказа (северная часть) -ледниковое G 25 % Горные районы Алтая подземное V 25% Предгорные районы Средней Азии, большая часть рек Армении Примечание. S — снеговое питание, R — дождевое, G — ледниковое, V — подземное.  Рис. 1. Графики режима реки (по Б. Д. Зайкову) Наряду с режимом стока большое значение для бесперебойного отбора воды имеет режим уровней, наносов и шуголедовый режим реки. Режим уровней реки обусловливается прежде всего изменением ее водности, в peзультате чего на большинстве рек наблюдается сходство графиков колебания уровней и расходов. На отдельных участках эта закономерность может нарушаться из-за морфологических особенностей поймы и русла. На ;устьевых участках рек, где оказывают влияние сгонные и нагонные течения, приливы и отливы и т. д., уровен-ный режим имеет своеобразный характер. Существенное влияние на уровень воды оказывает также шуголедовый режим реки. В предледоставный период происходят колебания уровня со сложной закономерностью, не связанные с водностью источника.  Рис. 2. Графики колебания уровня в Волге до строительства водохранилищ (а) и после строительства (б) (по М. И. Львовичу) 1 — Калинин; 2 — Андропов; 3 — Ярославль; 4 — Горький; 5 — Вязовые; 6 — Тетюши; 7 — Куйбышев; 8 — Саратов; 9 — Волгоград; 10 — Астрахань В результате строительства водохранилищ существенно изменился гидрологический режим Волги, Днепра, Дона, Камы, Оби, Енисея, Ангары, Иртыша, Куры и других рек, что потребовало реконструкции многих ранее построенных водозаборов, поиска новых решений устройства и эксплуатации водоприемных сооружений. При каскадном зарегулировании стока уровенный режим претерпел значительные изменения на всем протяжении рек, что видно на примере Волги (рис. 2).  Рис. 3. Зависимость расхода взвешенных наносов RH (тыс. кг/с) от расхода воды Qp (тыс. м3/с) Оби у Салехарда При устройстве водозаборов для хозяйственно-питьевого водоснабжения обычно решают две задачи: обес-печение бесперебойного отбора воды и потребного ее качества. Большое практическое значение здесь имеет создание условий для высокого качества воды на водозаборе, и, следовательно, возникает необходимость глубокого анализа режима наносов (мутности) воды в источниках. Как известно, большая часть твердого стока рек проходит во время половодья и паводков. Характерным, особенно для равнинных рек, является опережение во времени нарастания расхода наносов Ru по сравнению с расходом воды Qp. На рис. 3 приведен график функции RH = f(Qp) для Оби у Салехарда. Как видно по хронологическому графику, в начале паводка (в мае) устанавливается прямая пропорциональная зависимость между RH и Qp с более интенсивным ростом расхода наносов (dQp/dt>Q; dRH/dt>0), затем (в июне) с увеличением стока воды расход взвешенных наносов почти не изменяется (dQp/dt>Q; dRH/dt = consi); в последующем (в июле) при относительно устойчивом стоке воды расход наносов резко уменьшается (dQp/dt&const; dRn/dt Q). На спаде паводка расход воды уменьшается значительно быстрее, чем расход наносов (dQp/dt Q; dRH/dt 0).  Рис. 4. Распределение мутности по глубине реки в бытовом створе а — насыщенность наносами придонного слоя; б — уменьшение насыщенности по глубине; в — равновеликая насыщенность  Рис. 5. Ледотермические процессы в нижнем бьефе а — номера участков; б — образование ледяного покрова; в — изменение средней температуры воды по длине; г — распределение температуры воды по. глубине Для крупных рек характерно то, что в фазе подъема половодья расход насосов увеличивается в основном за счет мелкозернистых фракций (d 0,05 мм), поступающих с ближайших участков водосбора при интенсивном снеготаянии. На пике половодья, когда максимально интенсифицируются руслоформирующие процессы, в составе взвешенных наносов преобладают частицы с d>0,05 мм. На малых реках весенний паводковый сток формируется за счет единовременного снеготаяния на всей площади водосбора, в результате чего происходит совпадение во времени расхода наносов с пиком половодья. Описанная связь режима наносов не остается не-изменной из года в год, она не является одинаковой и для различных участков крупных рек. Тем не менее зная общую закономерность стока наносов, можно более обоснованно принять тип водоприемника, выбрать место его расположения, определить наилучший режим отбора воды и, что особенно важно, оценить технологические особенности ее очистки. Большой практический интерес, в частности, для решения задачи высотного расположения водоприемника и очистки воды представляет также установление закономерности изменения мутности по глубине речного потока. Приведенные на рис. 4 эпюры относительной мутности воды (pi/pсp) по глубине (у/Н) при скорости потока va (по данным Гидропроекта) являются наиболее характерными. Чаще всего реки нашей страны соответствуют закономерности а, при которой большая часть взвешенных наносов транспортируется в придонном слое и, следовательно, водоприемные отверстия должны быть расположены как можно выше от дна реки. Тип в соответствует рекам с очень мелкими наносами (d=0,05.., 0,01 мм) и с заиленным руслом. Высотное расположение водоприемника в этом случае не оказывает существенного влияния на качество забираемой воды. Тип б (промежуточный) соответствует рекам, русла которых сложены крупнозернистыми аллювиальными отложениями и которые транспортируют в основном мелкодисперсные наносы (d 0,05 мм). Основные фазы ледового режима рек (замерзание, ледостав и вскрытие) на разных реках имеют различную продолжительность, степень проявления и воздействия на водозаборные сооружения. По характеру ледового режима различают 12 типов крупных рек: Енисейский, Ленский, Байкальский и др. Поэтому, зная тип источни-ка, можно оценить характер шуголедовых процессов и условия забора воды. Однако в каждом конкретном слу-чае проектирования и эксплуатации водозаборов надо проводить натурные наблюдения. Большую специфику имеют шуголедовые процессы в нижних бьефах плотин. На основе исследований ВНИИГ [34] здесь выделяют три вида ледотермического режима и соответственно этим режимам нижний бьеф разделяют по длине на 5, 6 или 10 участков (рис. 5) с характерными для них процессами и закономерностями изменения температуры воды. Как видно, наиболее опасной для работы водозаборов является зона, охватываемая участками 6 и 7. |
|