Водоснабжение из поверхностных источников

— источник водоснабжения не должен промерзать, высыхать и загрязняться сточными водами.

При выборе источника в первую очередь следует ориентироваться на подземные воды, а при отсутствии их или экономической нецелесообразности использования – на поверхностные воды.

16. Водоснабжение из поверхностных источников

На рис 16.1 представлена схема водоснабжения из поверхностного источника.

1 – источник; 2 – оголовок водозаборной трубы; 3 – самотечная линия; 4 – береговой водозабор; 5 – насосная линия; 6 – водоочистные сооружения; 7 – подземный резервуар чистой воды; 8 – насосная станция второго подъема; 9 – водовод; 10 – водонапорная башня; 11 – распределительная сеть

Рис.16.1

К поверхностным источникам относятся реки, озера и водохранилища.

Качество воды в источниках водоснабжения существенно зависит от тех загрязнений, которые могут попасть в них с поверхности земли. Поэтому для предупреждения загрязнения источников предусмотрены зоны санитарной охраны, которые делятся на три пояса.

Первый пояс (зона строгого режима) включает территорию, на которой непосредственно расположен источник водоснабжения. Территория пояса обычно принимается в радиусе 100-200 м вокруг сооружений. В этом поясе запрещается проживание и нахождение лиц, не работающих на водопроводных сооружениях, купание, стирка белья, выпас животных и др. территория ограждается, благоустраивается и озеленяется.

Второй пояс (зона ограничений) охватывает территорию, смежную с первым поясом. Эта территория располагается вверх по реке или каналу и их притокам. Граница зоны практически соответствует численной величине суточного пробега воды.

При заборе воды из озера и водохранилищ граница зоны назначается органами санитарного надзора в зависимости от направления и скорости потоков воды, глубин забора воды и других местных условий.

На территории второго пояса запрещается строительство каких-либо производственных зданий, которые могут вызвать загрязнение воды, устройство навозохранилищ, очистных канализационных сооружений, земляных выработок (карьеров, водоемов и др.).

Третий пояс (зона наблюдений) следует за вторым поясом. Особый режим в этом поясе не предусматривается, а ведется систематический учет всех инфекционных заболеваний, связанных с источниками водоснабжения.

Сооружения для приема воды из поверхностных источников должны обеспечивать бесперебойное снабжение потребителя водой возможно лучшего качества в различное время года. Решение этой задачи достигается правильным выбором места их расположения, типа и конструкции.

На рис.16.1 схематично изображен береговой водозабор, который устраивают при сравнительно крутых берегах рек. Часто береговой водозабор совмещают с насосной станцией первого подъема.

Кроме берегового водозабора, устраивают водозаборы руслового, ковшового и инфильтрационного типа, с конструкциями которых можно познакомиться в специальной литературе.

Насосная станция первого подъема 5 забирает воду из водозабора и подает ее на водоочистные сооружения. Применяются при этом, как правило, центробежные насосы, которые могут быть установлены как выше, так и ниже уровня воды в водозаборе, иметь при этом общую или раздельную всасывающие линии.

Состав водоочистных сооружений и методы очистки воды зависят от качества воды в источнике водоснабжения, производительности станции и местных условий.

Наиболее распространенными методами очистки являются осветление и обеззараживание.

Иногда применяется специальная обработка воды (обезжелезивание, обессоливание, умягчение).

Более детально эти вопросы будут рассмотрены ниже.

Подземный резервуар чистой воды принимает воду из очистных сооружений.

Насосная станция второго подъема служит для подачи воды из подземного резервуара к потребителям. Они бывают незаглубленными или частично заглубленными.

Водовод служит для подачи воды к объекту. Его обычно выполняют из двух ниток.

Водонапорная башня служит для регулирования работы системы водоснабжения, а также для хранения пожарного запаса воды.

Распределительная система доставляет воду в нужном количестве потребителям. В настоящее время она выполняется кольцевой.

17. Водоснабжение из подземных источников

Наибольшее распространение в системах сельскохозяйственного водоснабжения получили подземные воды. Преимущественное использование подземных вод можно объяснить, прежде всего, их хорошим качеством и значительным распространением по территории. Системы водоснабжения с забором подземных вод экономически выгоднее систем с поверхностными источниками, так как чаще всего не требуется строительство дорогостоящих очистных сооружений для улучшения качества воды. Но даже и при наличии таких сооружений стоимость систем водоснабжения с забором подземных вод в основном ниже.

На рис.17.1 представлена схема централизованного водоснабжения из подземных источников.

1 – источник водоснабжения (скважина, или группа скважин); 2 — водоподъемник; 3 – сборный резервуар; 4 – насосная станция второго подъема; 5 — установка для обеззараживания воды; 6 – водовод; 7 – водонапорная башня; 8 – распределительная сеть

Рис.17.1

Подземные воды образуются вследствие просачивания в землю атмосферных и поверхностных вод. подземные воды могут быть безнапорными и напорными (артезианскими).

Безнапорные воды заполняют водоносные горизонты не полностью и имеют свободную поверхность. Примером безнапорных вод может служить вода в водоносном горизонте, вскрытом колодцем 1 (рис.17.2).

Рис.17.2

Вода устанавливается в этом колодце устанавливается на уровне, совпадающем с уровнем подземных вод. Безнапорные подземные воды первого от поверхности водоносного горизонта (слой, вскрытый колодцем 1) называют грунтовыми. Эти воды характеризуются повышенной загрязненностью, поэтому при использовании для целей водоснабжения их в большинстве случаев подвергают очистке.

Напорные (артезианские) воды заполняют водоносные горизонты полностью. Примером напорных вод может служить вода в водоносном горизонте, вскрытом колодцем 2. Артезианские воды, как правило, характеризуются высоким качеством и в большинстве случаев могут использоваться для хозяйственных целей без очистки.

В колодце, вскрывающем напорный водоносный горизонт, вода поднимается до пьезометрической линии.

Уровень воды, устанавливающийся в колодце при отсутствии водозабора, называется статическим. Статический уровень безнапорных вод совпадает с уровнем подземных вод (рис.17.3), уровень напорных вод совпадает с пьезометрической линией А-А (рис.17.4).

Рис.17.3

Рис.17.4

При откачке воды из колодца уровень ее снижается, причем тем больше, чем интенсивнее откачка. Такой уровень называют динамическим (линия ББ).

Уровни воды и пьезометрические линии, устанавливающиеся вокруг колодцев при откачке из них воды (в поперечном разрезе они имеют выпуклую кверху форму), называют кривыми депрессии. Область, ограниченную кривыми депрессии, называют депрессионной воронкой.

При использовании подземных вод первый пояс санитарной охраны составляет участок вокруг колодцев, скважин и других сооружений радиусом 30…50 м. Границы второго пояса зоны охраны подземного источника устанавливают с учетом расположения областей питания подземных вод и ограничения вводят в зависимости от гидрогеологических условий их залегания.

Для централизованного водоснабжения наиболее целесообразно использовать межпластовые напорные водоносные горизонты.

Водозаборные скважины (рис.17.5) сооружают в основном ударно-канатным (а) или роторным способом (б). Скважина имеет следующие основные части: ствол, закрепленный колонной труб 3, устье 1, водоприемную часть, оборудованную в рыхлых породах фильтром 6. Нижняя часть скважины представляет собой отстойник 7 в виде участка трубы длиной 2…10 м.

Рис.17.5

Конструкция скважины определяется ее глубиной, геологическим строением пород и способом бурения. Устье скважины закрепляют направляющей трубой, которая при бурении придает стволу вертикальное положение. В верхней части ствола располагают первую колону обсадных труб – кондуктор 2, который препятствует попаданию в скважину загрязненных поверхностных вод. Его доводят до первого водоупорного слоя глин и заводят в этот слой на 3…5 м.

Ствол скважины от кондуктора до водоносного пласта в зависимости от способа бурения крепится одной или несколькими колоннами обсадных труб 4. В водоносном пласте, сложенном песчаными, гравелистыми и другими рыхлыми породами, устанавливают в большинстве случаев щелевидный, сетчатый, блочный или гравийный фильтр. Кольцевой зазор между фильтровой и обсадной колоннами уплотняется сальником 5.

Скважины сельскохозяйственного назначения имеют диаметр 150…400 мм и глубину до 500 м.

В зависимости от дебита скважин и потребного расхода воды устраивают несколько скважин, работающих на общий сборный резервуар.