|
| ||
| 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:  |
ОГЛАВЛЕНИЕУстройство водозаборов в условиях СевераНа некоторых реках Севера (Лене, Колыме, Алдане, Якокуте, Огодже, Ангаре и др.) водозаборы были пост-роены в сложных гидрологических и природно-климатических условиях. Опыт устройства и эксплуатации водозаборов на Севере за последние 20 лет обобщен Ю. И. Вдовиным [8]. Береговые водозаборы на Севере представляют собой сложную ряжевую конструкцию, загруженную бу-товым камнем. На Якокуте водоприемник был встроен в подпорную стенку набережной. Из-за малой глубины потока водоприемные окна имели высоту всего 0,2 м при ширине до 3,5 м, что приводило к большой протяженности водоприемника: на Огодже она составляла 38,5 м, а на Якокуте — 76 м. Более подробно такие водозаборы описаны в трудах А. В. Москвитина и А. С. Образовского [24]. Русловые водозаборы выполнены с устройством железобетонных оголовков. При их строительстве широко применялся метод послой- , ного вымораживания воды и грунта. Водозаборы эти имеют ряд конструктивных и технологических особенностей, диктуемых сложными шуголедовыми условиями и требованием бесперебойного отбора воды. Во-первых, в проекты была заложена высокая степень резервирования водоприемных устройств. Например, водозабор на Огодже помимо 10 береговых водоприемных окон имел береговую инфильтрационную галерею, встроенную в тело того же водоприемника, и подрусловую (поперечную) дрену с сечением 0,4X0,4 м и длиной 50 м. Галерея имела размеры в поперечном сечении 1,5X1 м, длину 38,5 м и была заглублена ниже дна реки на 1,26 м. При данной конструкции водоприемника водозабор работает бесперебойно даже при перемерзании реки, обеспечивая возможность отбора поверхностных и подрусловых вод, и следовательно, регулирования качества подаваемой воды. Водоприемный оголовок на водозаборе из Ангары также имеет дополнительное питание из подруслового потока, для чего в русловых аллювиальных отложениях уложены две дрены длиной около 80 м из перфорированных труб диаметром 350 мм. На дренах дополнительно установлены водоприемные патрубки, возвышающиеся на 0,5 м над дном реки. Кроме того, береговой колодец водозабора имеет аварийные водоприемные окна из расчета отбора воды при шугозажорах и в периоды паводков.  Рис. 11. Водозабор с фильтрующим оголовком на маловодной реке 1 — водоприемный фильтрующий оголовок; 2 — самотечные трубопроводы; 3 — береговой водоприемный колодец; 4 — шпунтовое ограждение Опыт эксплуатации этих водозаборов подтверждает целесообразность высокой степени резервирования. На рис. 11 показан построенный по проекту Гипро-спецгаза [28] водозабор на маловодной реке. При не-достаточной глубине потока в русле реки делают прорези и полузапруды, а водоприемник располагают в береговой выемке (ковше) с подводящим каналом, как показано на рис. 12. В данном случае для строительства береговых сооружений использована местная впадина, дно которой на 2,3 м ниже дна реки. Такая конструкция водозабора обеспечила устойчивое водоснабжение при весьма ограниченных возможностях: минимальный сток реки 0,45 м3/с зимой и 1 м3/с летом, глубина потока 0,2...0,3 м, а скорость течения 0,5 м/с.  Рис. 12. Ковшовый водозабор на маловодной реке 1 — дноуглубительная прорезь; 2 — водоподводящий канал; 3 — водоприемный ковш; 4 — каменная наброска в русле; 5 — водоприемный оголовок; 6 — береговой колодец; 7 — насосная станция Наиболее надежны на Севере водозаборы инфильтра-ционные и с фильтрующими водоприемниками, менее других подверженные шуголедовому воздействию, обладающие хорошими рыбозащитными свойствами и обеспечивающие улучшение качества воды при ее отборе. Поэтому при выборе типа водозабора для условий Севера всегда анализируют возможности использования инфильтрационных или фильтрующих водоприемников если не в качестве основных, то хотя бы резервных. Второй особенностью водозаборов на Севере является преимущественное использование для строительства водоприемных устройств лесоматериала, менее подверженного внутриводному обледенению, чем металл и бетон. Так, на водозаборах из Якокута и Огоджи деревянными выполнены не только ограждающие конструкции (ряжи), но и Сороудерживающие решетки на водоприемных окнах. Железобетонный оголовок на Ангаре возведен в деревянной опалубке, оставленной по завершении строительства в качестве противообледенительной рубашки. Водоприемные патрубки на дренах имеют футе-ровку из деревянных реек.  Рис. 13. Ковшовый водозабор на р. Норилке 1 — трубопроводы; 2 — водоприемный колодец, совмещенный с насосной станцией I подъема; 3 — водоприемный ковш; 4 — рыбозаградительная запань Для защиты от обмерзания к водоприемным окнам -береговых и русловых водозаборов подается нагретая вода с температурой до 25 °С из расчета подогрева забираемой воды до 0,5 °С. Сороудерживающие решетки на водоприемном оголовке имеют, кроме того, электрообогрев, а к окнам с целью шугозащиты подается сжа-тый воздух. Малые глубины в руслах рек и их разветвленность диктовали необходимость строительства регулирующих сооружений в комплексе водозаборов. На Якокутском водозаборе были построены дамбы для перекрытия мел-ких проток выше по течению, расчищены перекаты и пороги, на отдельных участках каменной наброской укреплены берега, у противоположного от водозабора берега построена дамба. На Огоджинском водозаборе вдоль ряжевой стенки сделаны прорезь шириной 6 м и четыре полузапруды у противоположного берега. Как видно, водозаборы в условиях Севера имеют весьма сложное устройство и принципиально отличаются от водозаборов в средней полосе нашей страны. Надежный водозабор на Крайнем Севере в условиях вечной мерзлоты построен на р. Норилке [38]. Опреде-ляющим фактором при выборе типа водозабора стали шуголедовые явления: зашугованность реки достигает 60 % живого сечения, толщина ледяного покрова 1,9 м, продолжительность периода ледостава около 8 мес. При столь тяжелых шуголедовых условиях и большом отборе воды (более 60 % минимального стока) исключается применение обычных (русловых или береговых) воде-приемников, в связи с чем был применен водозабор ковшового типа с низовым входом воды (рис. 13). Для забора воды из основного русла реки ковш расположили на затапливаемом острове и выполнили в полувыемке-полунасыпи, а головные сооружения построили на незатапливаемых отметках. Средством борьбы с шугой является и подача нагретой воды во входную часть ковша и у водоприемных окон, причем от двух источников тепла: основного — от ТЭЦ. и резервного — от местных электроподогревателей. Рыбозащитным средством на входе в ковш служит установленная наплавная запань с погружными (на 1,4 м) щитами. Важным преимуществом ковшового водозабора в данном случае является также предварительное отстаивание воды, позволяющее упростить технологию последующей ее обработки. Освоение Крайнего Севера сопровождается строительством гидротехнических, в том числе и водозабор-ных, сооружений. Только в бассейне Вилюя за последние два десятилетия построено около 20 плотин различного назначения [6] высотой 5...75 м (в основном 10...20 м). Все они возведены на вечной мерзлоте из местных материалов с отсыпкой тела плотины не только летом, но и зимой при температуре наружного воздуха до — 40 °С: Принципиально новым решением, специфическим для условий Крайнего Севера, является устройство в плотинах щитовых и ряжевых диафрагм, мерзлотных противо-фильтрационных завес и др. (рис. 14). Из-за крайне неравномерного стока северных рек и больших паводковых расходов определенную сложность представляют устройство и эксплуатация водосбросных сооружений плотин, в большей степени, чем сами плотины, подверженных отрицательному воздействию климатических факторов: глубокому промерзанию зимой и оттаиванию летом, образованию фильтрационных потоков и т. д. По этой причине ранее водосбросные сооружения на Севере нередко разрушались и приводили даже к разрушению самих плотин.  Рис. 14. Плотина с мерзлотной противофильтрационной завесой 1 — камень; 2 — супесь; 3 — ядро; 4 — автодорога; 5 — упорная призма из полускальных грунтов; 6 — морозильные колонки В современных плотинах стоимость строительства водосбросных сооружений близка к стоимости плотин. Новые конструктивные решения по устройству плотин и водосбросов, способы возведения, технология производства-работ обеспечили высокую их устойчивость и опровергли ранее существовавшее мнение о ненадежности плотины на вечной мерзлоте. Благодаря этому открылись новые возможности для применения приплотинных водозаборов хозяйственно-питьевого и промышленного назначения. В случаях, когда возведение плотины нецелесообразно по технико-экономическим соображениям, а забор воды непосредственно из рек затруднен из-за их перемер-зания, создают искусственные водоемы — копани с сезонным заполнением их водой из расчета водообеспечения на весь зимний период. Копани уже давно используют в системах водоснабжения поселков Мыс Шмидта, Дик-сон, Баренцбург и др. Строят их в основном зимой взрывным методом с последующей зачисткой дна и стенок выемки. Восточно-Сибирским отделением Союзводока-налпроекта копани запроектированы, в частности, для водоснабжения одного из предприятий и станционного поселка на БАМе. Правда, применение копаней не всегда дает ожидаемый эффект. Так, в поселке Баренц-бург на о. Шпицберген потери воды на инфильтрацию из копани достигали 80 %. Если запас воды в копани исчерпывается до наступления паводка, воду подвозят из отдаленных источников с доставкой иногда на 20...30 км. |
|