Urządzenia poboru wody ze źródeł podziemnych

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Budowane są obiekty ujęcia wody do odbioru wody ze źródeł powierzchniowych i głębokich warstw. Znajdują się nad brzegami zbiorników wodnych, rzek, jezior. Do celów przemysłowych urządzenia są wykorzystywane na wybrzeżach mórz, a następnie dostarczane są do rurociągu ciśnieniowego. Jeżeli na obszarach przybrzeżnych nie ma słodkiej wody, stosuje się system odsalania i oczyszczania wody morskiej zgodnie z uzasadnieniami ekonomicznymi i technicznymi.

Aby wydobyć wodę z podziemnych przepływów, głęboko osadzone konstrukcje są instalowane za pomocą systemu pompowania. W przypadku wahań poziomu wody w zbiorniku, na sztucznie utworzonych fundamentach, palach, fundamentach budowane są struktury przybrzeżne, które chronią stację przed dryfowaniem lodu i pływającymi obiektami. Zgodnie z metodą lokalizacji konstrukcje ujęcia wody są przybrzeżne, specjalne i grawitacyjne (kanał).

Odmiany stacji

Stacje kanałowe typu grawitacyjnego są budowane na brzegu płytkiego zbiornika o małym, łagodnym nachyleniu i miękkiej glebie. Ich konstrukcja przewiduje studnię odbiorczą, rurociąg z wolnymprąd, głowa, chroniony kratą. Powstała woda przez system pomp jest podawana do rurociągu ciśnieniowego w celu dalszego wykorzystania. Głowy są całkowicie zanurzone, zalewane tylko w przypadku rozlania lub powierzchni. Przepompownia współpracuje z ujęciem wody lub jest instalowana jako samodzielne urządzenie.

Na stromych brzegach zbiorników przewidziano konstrukcje ujęcia wody typu przybrzeżnego, które w projekcie nie zawierają kołpaków i rurociągów. Pobór wody zapewniony jest przez otwory, gdyż jej poziom pozwala na zrobienie tego w każdych warunkach. Studnia przybrzeżna znajduje się pół metra nad najwyższym wzniesieniem wody, wymagana jest przepompownia. Jeśli ten wskaźnik ulega znacznym wahaniom w rzece, to studnia ma kilka oddzielnych odcinków zgodnie z liczbą linii ssących. Górne okna służą do zbierania warstwy wierzchniej podczas powodzi, co umożliwia odbiór czystej cieczy.

Specjalny typ stacji poboru wody jest używany w przypadku konieczności dużej ilości płynu lub gdy klimat wymaga ciągłej walki ze skorupami lodowymi. W takich ujęciach wody sztuczne wiadro jest ustawione zgodnie z rodzajem kanału. Jego wymiary są określane w zależności od szybkości wznoszenia się bloków głęboko zlodowaconych. Wiadra dolne są umieszczane w dole ujścia, aby odbierać prądy denne i zwalczać głębokie kry lodowe. Wiadra z górnym wejściem przeznaczone są do montażu w jamie ustnej pod prąd i służą do odbierania oczyszczonej powierzchni cieczy. Tego typu ujęcia wodypozwalają wkopać wiadra w przybrzeżną skałę na głębokość 3,5 m lub wynieść je do koryta rzeki, oddzielając je tamą.

Za pomocą urządzeń filtrujących i oczyszczających uzyskuje się dobrze sklarowaną ciecz podczas powodzi lub dryfu lodowego. Wilgoć przed wejściem do rurociągu ciśnieniowego jest filtrowana przez grubą warstwę żwiru i warstw piasku naturalnie ułożonych na dnie lub skarpach, a dopiero potem jest pobierana przez urządzenia szybowe, rurowe lub poziome.

Jeżeli wymagane jest tymczasowe zaopatrzenie w wodę, zbuduj pływające lub mobilne urządzenia ujęcia wody. Do lokalizacji stacji ruchomych na brzegu zbiornika przewidziano tory kolejowe o nachyleniu, po których poruszają się w zależności od poziomu wezbrania wody. Struktury pływające są ustawione na zakotwiczonych barkach lub pontonach. Wadą tymczasowych ujęć wody jest fakt, że wszystkie rurociągi wykonane są z materiałów elastycznych, a to prowadzi do ich przedwczesnego uszkodzenia i niedogodności użytkowania w okresie lodowcowym.

W celu wydobycia wilgoci z gleb żwirowych i piaszczystych górnej bezciśnieniowej warstwy poziomej wykonuje się studnie szybowe. Materiałem dla nich jest beton na metalowej ramie. Woda dostaje się do odbiorników przez otwory w ścianach i podłodze. Dno studni wyposażone jest w odwróconą warstwę filtracyjną, składającą się z piasku o grubości do 0,6 m oraz kilku warstw żwiru o łącznej grubości do 0,15 m. Studnia wystaje 0,8 m ponad powierzchnię gruntu. przy śluzie glinianej o grubości do 0,5 m, która schodzi pod ziemię o 0,3-1,2 m. Przylegającabetonowa powierzchnia ślepa ze spadkiem od ścian o szerokości 1-1,5 m.

Pracę ujęć wody w regionach północnych komplikuje surowy klimat zimowy, kiedy otwarte akweny zamarzają. Obiekty są używane tylko w okresie topnienia lodu. Obszary północne charakteryzują się prawie całkowitym brakiem źródeł podziemnych, rzadkie wody zawierają dużą ilość minerałów i są mało przydatne do picia. Zimą wilgoci jest mało, dlatego pobiera się ją z warstw znajdujących się pod zamarzniętą ziemią. W celu podniesienia poziomu wody w zbiornikach budowane są sztuczne zapory i powiększana jest powierzchnia zbiorników, przyczyniając się tym samym do uregulowanego zasilania rzek i jezior z podziemnych źródeł niezamarzających.

Rodzaje źródeł

Pobór wody do użytku w miastach i wsiach odbywa się z warstw powierzchniowych i podziemnych. Warstwy wodonośne w gruncie mogą być ciśnieniowe i bezciśnieniowe. Warstwy poziome przy powierzchni lub w miąższości rzek i jezior nazywane są warstwami gruntu. Wody gruntowe charakteryzują się zwiększonym zanieczyszczeniem i muszą być oczyszczone przed wejściem do źródła wody pod ciśnieniem.

Wody pod ciśnieniem całkowicie wypełniają poziome warstwy, znajdują się poniżej sąsiednich zbiorników lub służą do ich uzupełniania. Źródła artezyjskie posiadają cenną czystą wodę, do ich wydobycia urządzane są takie typy ujęcia wody, które nie zawierają w swojej konstrukcji urządzeń uzdatniających. W studni do odbioru wody z poziomej warstwy ciśnieniowej znajduje się warunkowa linia wzrostu cieczy, zbiegająca się z poziomempowierzchnia najbliższego akwenu. Jeśli taka linia przechodzi nad powierzchnią gruntu, to ze studni wypływa wilgoć, która nazywa się artezyjską.

Woda pod ciśnieniem i bezciśnieniowa, sącząca się na powierzchnię gleby, tworzy zstępujące i wznoszące się źródła, dostarczające wodę wysokiej jakości, która jest wykorzystywana do celów pitnych bez użycia drogich systemów oczyszczania. Wskaźniki jakościowe źródła, takie jak moc, głębokość, nasycenie minerałami, służą do doboru rodzaju konstrukcji ujęcia wody. Jednocześnie brane są pod uwagę względy techniczne i ekonomiczne oraz zapotrzebowanie na określony rodzaj płynu (na potrzeby przemysłowe, pitne, domowe).

Warunki wyboru lokalizacji

Budowa obiektów ujęcia wody opiera się na prognozach właściwości cieczy z wybranego źródła, konieczności ponownego wyposażenia strefy przybrzeżnej, ponownego ukształtowania koryta rzeki lub innego zbiornika oraz hydrauliki warunki pracy. Gdy poziom wody zmienia się o więcej niż 6 m, a strome nachylenie wybrzeża jest wystarczające do normalnego napływu wody, budowane są połączone struktury przybrzeżne.

Jeśli planowana jest średnia wydajność, ze względu na niski wzrost wody, ujęcia wody są połączone z kompleksami pompowymi. Oddzielne zbiorniki wodne są budowane z wymaganą niską wydajnością i dużą głębokością zbiornika. Jeżeli wahanie powierzchni wody jest mniejsze niż 6 m, głębokość jest niewielka, wówczas w projekcie przybrzeżnym należy zastosować kanałowy ujęcie wody z przepompowniąodbiornik.

Obliczenia hydrauliczne

W celu określenia optymalnych parametrów rurociągu wykorzystywane są obliczenia hydrauliczne. Weź pod uwagę przepustowość rur i innych elementów przez cały szacowany okres ważności. Zużycie wody definiuje się jako zapotrzebowanie na nią podczas analizy maksymalnej przez podłączonych odbiorców. Na podstawie tych danych obliczane są średnice rur niezbędne do ekonomicznie korzystnego przejścia danej masy przy jak najmniejszych stratach.

Wykonaj schemat aksonometryczny wskazujący kierunek od wejścia do dołączonego zespołu wodnego, wybierając lokalizację z najmniejszą liczbą obrotów. Długości odcinków od jednego punktu węzłowego do drugiego są obliczane z uwzględnieniem liczby punktów analizy cieczy. Średnica rur zmienia się w innej sekcji; w tym samym odcinku rury jest dostarczany ten sam rozmiar. Budowa konstrukcji ujęcia wody odbywa się po wykonaniu pełnego obliczenia hydraulicznego.

Zabiegi lecznicze

Określ jakość wody na podstawie następujących wskaźników:

• właściwości fizyczne, takie jak zamglenie, smak, kolor, zapach, temperatura;
• właściwości chemiczne charakteryzujące zdolność do utleniania, twardość, odczyn aktywny, zawartość minerałów;
• właściwości bakteriologiczne, które wskazują na stopień zanieczyszczenia przez bakterie przedostające się do wody z pobliskich ścieków, opadów atmosferycznych, odchodów zwierzęcych.

Woda pitna jest pod lupąUwaga. Wymagania dotyczące jakości płynów do użytku domowego są znormalizowane i zawarte w GOST R51232 - 1998. Dokument uwzględnia wymagania dotyczące wskaźników chemicznych, fizycznych i bakteryjnych. Jeżeli czystość otrzymanej wody nie odpowiada podanym danym regulacyjnym, budowane są urządzenia do uzdatniania wody. Najczęstsze metody czyszczenia to dezynfekcja i klarowanie. Do klarowania stosuje się filtrację i sedymentację w kilku etapach, w wyniku czego zanieczyszczenia osadzają się na dnie. Napromienianie bakteriobójcze, znormalizowane chlorowanie, ozonowanie służą do pozbycia się patogennych mikroorganizmów.

Pozyskiwanie wody z podziemnych źródeł

Wybór stacji poboru wody do odbioru cieczy z warstw podziemnych zależy od głębokości i grubości warstwy. Struktury dzielą się na cztery typy:

• studnie ujęcia wody;
• kopalnia;
• poziome ujęcia wody;
• maski.

Ujęcia wód podziemnych w postaci studni lub studni rurowych służą do wydobycia płynu ze zbiornika na głębokości powyżej 10 m. Budowa polega na wykonaniu odwiertu i wzmocnieniu ścian rurami osłonowymi. Stopniowo wraz ze wzrostem głębokości średnica rur maleje. W dolnej części otworu montowany jest filtr, a na powierzchni nad studnią budowana jest komora obserwacyjna. Jeśli ciśnienie warstwy wodonośnej jest wystarczająco silne, woda pod ciśnieniem unosi się na powierzchnię, w przeciwnym razie wilgoć jest pompowana w górę.

Konstrukcje według rodzaju kopalnistudnie służą do odbioru wody z głębokości większej niż 30 m. Ściany studni - betonowe, ceglane lub drewniane, często wykorzystują gotowe zunifikowane elementy, które są kolejno instalowane jeden na drugim. W dolnej części ścian i dnie studni znajdują się otwory do naturalnego przepływu cieczy. Na dole warstwa filtracyjna wykonana jest z piasku i żwiru. Przy zwiększonym zapotrzebowaniu na wodę zorganizowanych jest kilka studni szybowych, połączonych syfonami z kolektorem wody, skąd wilgoć jest pompowana do sieci wodociągowej.

Podziemne poziome konstrukcje ujęcia wody służą do gromadzenia wilgoci na płytkiej głębokości. Wykonywane są na głębokości do 8 m ze standardowych elementów żelbetowych lub ceramicznych z otworami lub szczelinami w powierzchniach bocznych. Najprostsze typy poziome są wykonane z cienkościennej cegły lub gruzu, studzienki rewizyjne są przeznaczone do konserwacji prewencyjnej co 100 m.

Komory kapotażowe służą do pobierania wody z kluczy. Są to najprostsze studnie szybowe, umieszczone nad miejscem pojawienia się wody na powierzchni. Aby uzyskać płyn z opadających kluczowych źródeł, wykonuje się komory przykrywające, które zbierają wilgoć przez pionowe ściany za pomocą poziomego ujęcia wody.

Pobieranie wody ze źródeł powierzchniowych

Dzięki tej metodzie poboru wody podejmowane są działania mające na celu zapewnienie nieprzerwanego zaopatrzenia w wilgoć przez cały rok. W tym celu placówka znajduje się bliżej konsumenta na stabilnej, najmniej zanieczyszczonejmiejscu wybrzeża, budują nad zakładami przemysłowymi i kanalizacją. Konstrukcje ujęć wody ze źródeł powierzchniowych rozmieszcza się z uwzględnieniem możliwego obrotu koryta rzeki w czasie. Elementy systemu rozmieszczone są tak, aby po utworzeniu się pokrywy lodowej zimą do szczytu konstrukcji pozostało co najmniej 0,3 m, a dno ujęcia wody nie sięgało dna rzeki o 1 m.

Struktury ujęcia wody są często budowane według połączonej zasady dwóch lub więcej typów, jest to określone przez charakterystykę zbiornika i wymaganą objętość zużycia. Przed rozpoczęciem eksploatacji system przechodzi test techniczny. Obiekty ujęć wód powierzchniowych przechodzące przez wodowanie są myte wodą z prędkością 1 m/s. Instalacja wodno-kanalizacyjna w gospodarstwie domowym jest chlorowana do dezynfekcji.

Urządzenie zewnętrznych sieci wodociągowych

System zewnętrzny obejmuje linie główne i linie wtórne. Jako materiał rurowy stosuje się komponenty przyjazne dla środowiska, wybrane zgodnie z warunkami GOST. Pomiędzy stacją poboru a doprowadzeniem wody pod ciśnieniem ciecz przepływa przez urządzenia do uzdatniania, osiada w zbiornikach i jest wysyłana do konsumenta za pomocą urządzeń sterujących. Średnicę rur linii głównej przyjmuje się zgodnie z obliczeniami hydraulicznymi, a średnice odgałęzień stosuje się z uwzględnieniem przepustowości ogniowej cieczy.

Urządzenia do podnoszenia wody

Zespoły pompujące są umieszczone w obiegu ruchu wody, aby przekształcić energię silnika w energię hydrauliczną przesyłanego płynu. Z tymi urządzeniamiwilgoć jest podnoszona do pożądanej wysokości, podawana na duże odległości i zmuszana do przepływu w zamkniętym systemie wodociągowym, co pociąga za sobą działanie urządzeń ujęcia wody. Wybór pomp do kompleksowej konserwacji urządzeń poboru wody odbywa się w zależności od rodzaju silnika, mocy, wysokości podnoszenia, wydajności i innych wskaźników. Najczęściej stosowane są pompy odśrodkowe, które mają wystarczającą przewagę nad innymi typami.

Zbiorniki i wieże ciśnień

W celu uzyskania ciśnienia w sieci wodociągowej i podniesienia cieczy na wysokie piętra stosuje się wieże ciśnień, które działają na zasadzie fizycznej naczyń połączonych. Zbiornik zasobnikowy w wieży obliczany jest na podstawie objętości wody, która reguluje dopływ cieczy do odbiorców przez określony czas w przypadku awarii urządzeń poboru wody ze źródeł podziemnych.

Zbiornik wieży ciśnień przechowuje zapas wody potrzebnej do awaryjnego gaszenia pożaru w ciągu 10 minut po pożarze. Wieża ciśnień w projekcie zawiera zbiornik podtrzymujący podstawę, wykonany do wysokości najwyższego budynku we wsi. W regionach północnych umieszczona jest obudowa izolacyjna, a w regionach południowych nad zbiornikiem wykonywana jest tylko powłoka.

Zbiorniki wody są umieszczone w różnych miejscach instalacji wodno-kanalizacyjnej, służą do przechowywania zapasów płynnych. Objętość zbiorników zależy od ich przeznaczenia i potrzeby nasycenia wodą układu ciśnieniowego odbiorców. Materiał na budynki to cegła wypalana, różne rodzajekamień naturalny i żelbet. Kształt rozróżnia zbiorniki okrągłe i prostokątne. Nakładanie wykonywane jest w sposób monolityczny lub prefabrykowany.

Naprawa rurociągów podziemnych i podwodnych

Urządzenie urządzeń ujęcia wody z przedłużonym rurociągiem po pewnym okresie eksploatacji wymaga okresowych napraw i konserwacji. Czasami przepustowość systemu zaopatrzenia w wodę jest zmniejszona z powodu osadzania się blokad i warstw w rurach. Jego czyszczenie odbywa się okresowo, w łagodnych przypadkach wystarczy spłukać wstecznym lub bezpośrednim strumieniem wody. W trudniejszych przypadkach użyj skrobaków lub kryz.

Wydobycie uszkodzonego rurociągu na powierzchnię jest kłopotliwą i kosztowną pracą. Dlatego zaprojektowano specjalne urządzenie do czyszczenia, poruszające się wewnątrz rury. Urządzenie porusza się, a obracające się twarde szczotki usuwają osady na ścianach. W celu oczyszczenia rurociągu, z którego usunięto ciecz, wykonuje się obciążniki zapobiegające wypłynięciu konstrukcji rury na powierzchnię.

Aby usunąć skomplikowane pęknięcia lub dziury w rurach, podnosi się je na powierzchnię, a po wymianie uszkodzonego odcinka ponownie opuszcza na dno. Uszkodzenia, które nie są zbyt złożone, są naprawiane za pomocą spawania podwodnego.

Podsumowując, należy zauważyć, że montaż konstrukcji ujęcia wody wymaga specjalistycznej wiedzy w celu określenia rodzaju konstrukcji, wyboru miejsca i rozmieszczenia jednostek konstrukcyjnych. Ale skoro współcześni konsumenci nie widzą swojego istnienia bez życiodajnej wilgoci, to z czasempojawiają się nowe konstruktywne rozwiązania i pomysły na wydobywanie wody z wnętrzności planety.