Классификация водозаборов. Эксплуатация санитарных зон водозаборных сооружений, эксплуатация водоприемников и подземных источников водоснабжения

Водозаборные сооружения характеризуются по следующим признакам:

виду источника водоснабжения - поверхностные (речные, озерные, водохранилищные, из каналов), подземные (трубчатые и шахтные колодцы, горизонтальные водосборы, каптажи, инфильтрационные водозаборы);

назначению - хозяйственно-питьевые, производственные, сельскохозяйственные;

производительности - (меньше 1 м3/с), средней (от 1 до 6 м3/с), большой (больше 6 м3/с);

компоновке основных элементов - совмещенные, раздельные, комбинированные;

расположению водоприемника - береговые, русловые, ковшевые;

способу приема воды - глубинные, донный поверхностный, инфильтрационный, комбинированный;

степени стационарности - стационарные, передвижные;

сроку эксплуатации - постоянные и временные.

Бесперебойная работа водозабора в значительной степени зависит от места его расположения и конструктивных элементов, входящих в состав водозаборного узла.

Водозаборные сооружения, предназначенные для хозяйственно-питьевого водоснабжения, должны располагаться выше населенных пунктов по течению реки, места сброса сточных вод, стоянок судов и барж, складов. При этом водозабор должен быть максимально приближен к потребителю. Для технологических нужд промышленных предприятий, не предъявляющих высоких требований к качеству воды по бактериальным показателям, допускается устройство водозаборных сооружений на территории промышленного объекта.

На выбор водозабора большое влияние оказывают условия забора воды. Основные типы водозаборов и область их применения приведены в СНиП 2.04.02-84.

Для речных водозаборов прием воды целесообразно осуществлять у вогнутого берега. В этих местах быстрее образуется ледостав, а шуга в меньшей степени забивает решетки водоприемных окон оголовка водозабора. Водозаборные сооружения нецелесообразно размещать в  местах возможного  образования ледяных заторов, вблизи порогов, ниже притоков, несущих большое количество взвеси и других загрязнений, в местах нереста рыб и в местах с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями.

На озерах и водохранилищах водоприемники водозаборов размещают за пределами прибойных зон, в местах, укрытых от волнения.

Разнообразие местных природных условий в сочетании с различным количеством забираемой воды вызывает необходимость создания большого количества типов и конструкций водоприемных сооружений. При всем многообразии видов водозаборов должны быть соблюдены условия бесперебойной подачи на очистку необходимого количества воды и удачного расположения в части того, чтобы водозабор обеспечивал плавное обтекание его потоком и не стеснял русло водоисточника.

Водозаборное сооружение состоит, как правило, из водоприемника, сетчатого колодца и насосной станции.

Наиболее широкое распространение в практике водоснабжения получили водозаборы берегового и руслового типа, отличающиеся месторасположением водоприемника по отношению к берегу.

Водозаборы берегового типа устраивают в том случае, если вблизи берега обеспечиваются требуемые условия для забора воды. Насосная станция 1 подъема может быть либо удалена на каком то расстоянии от водоприемника, либо совмещена с ним. Совмещение берегового колодца и насосной станции в одном здании упрощает обслуживание водозабора, позволяет использовать насосы с небольшой высотой всасывания.

Водозаборы руслового типа устраивают при пологих берегах и дне водоисточника, когда требуемые для приема воды глубины находятся на значительном расстоянии от берега. При этом типе водозабора в месте приема воды устраивают оголовок с водоприемными окнами, от которого вода по самотечным или сифонным водоводам поступает в береговой сетчатый колодец.

Важным условием успешной работы насосной станции 1 подъема и очистных сооружений является предварительная очистка воды от сравнительно крупных загрязняющих примесей. С этой целью во входные окна водоприемников ставятся решетки. Для удаления из воды более мелких загрязнений (водоросли, мелкие плавающие предметы, рыба и др.) береговые колодцы оборудуются сетками.

Съемные решетки, устанавливаемые на водоприемных окнах, представляют собой плоскую металлическую раму, сваренную из уголковой стали или швеллера с металлическими из полосовой или круглой стали стержнями. Расстояние между стержнями от 50 до 100 мм.

Для предупреждения обмерзания внутриводным льдом стержни решеток покрываются гидрофобными материалами (каучук, эбонит, резина). Весьма часто используют электрообогрев решеток.

Сетки, устанавливаемые в береговом колодце, могут быть двух типов - плоские съемные и вращающиеся.

Плоские съемные сетки представляют собой проволочное сетчатое полотно, натянутое на стальную раму, сваренную из уголкового железа либо швеллера. Размер ячеек сетки может быть от 2х2 мм до 20х20 мм. Все зависит от качества воды водоисточника и требований, предъявляемых к предварительной очистке перед основными очистными сооружениями. Очищают и промывают плоскую сетку вручную в павильоне над водоприемным колодцем, для чего ее периодически поднимают с помощью ручной тали. Плоские сетки применяют на водозаборах с производительностью до 1,5 м3/с.

При заборе больших количеств воды из водоемов, значительно загрязненных, применяют ленточные вращающиеся сетки, прочистка и промывка которых механизирована.

Вращающиеся ленточные сетки по конструкции разделяют на каркасные, состоящие из отдельных секций, движущиеся по направляющему каркасу и бескаркасные, свободно подвешенные на грузовых звездочках секции, приводимые в движение электродвигателем. Загрязнения с полотен сеток удаляют специальными промывными устройствами и отводят за пределы водозабора по желобам и трубам.

При проектировании и строительстве водозаборов должны быть предусмотрены рыбозащитные устройства. В настоящее время применяют рыбозащитные устройства трех видов: механические, гидравлические и физиологические.

Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водозаборных сооружений устанавливают для обеспечения их санитарно-эпидемиологической надежности. Зона санитарной охраны поверхностного источника водоснабжения представляет собой территорию, в границах которой находится сам источник водоснабжения и часть бассейна его питания. На этой территории устанавливается режим, обеспечивающий защиту источника водоснабжения от возможного несанкционированного загрязнения. Границы зоны санитарной охраны устанавливаются проектом. Проект зоны санитарной охраны согласовывается с органами Государственного санитарного надзора.

Зона санитарной охраны состоит из двух поясов.

Первый пояс охватывает часть используемого водоисточника в месте забора воды и территорию водозабора. В первой зоне запрещены все виды строительства, купание, ловля рыбы, выпуск стоков, применение удобрений, водопой скота. Границы первого пояса зоны санитарной охраны на реках должны быть: вверх по течению ≥ 200м от водозабора; вниз по течению ≥ 100 м от водозабора.

Границы первого пояса зоны санитарной охраны на озерах или водохранилищах должны быть не менее 100 м от водозабора по акватории во всех направлениях.

Второй пояс санитарной охраны включает источник водоснабжения и бассейн его питания. Границы второго пояса реки или канала, являющихся источником водоснабжения, устанавливают с учетом источников загрязнения водоема вредными веществами: вверх по течению – исходя из пробега воды от границы пояса до водозабора в срок 4-5 суток при расходе воды в реке 95% обеспеченности; вниз по течению - не менее 250 м от водозабора.

Контроль за содержанием зон санитарной охраны поверхностных источников водоснабжения и водозаборных сооружений осуществляется органами Государственного санитарного надзора.

Подземными водами называются воды, находящиеся в верхних слоях земной коры. Эти воды практически не содержат взвеси, в большинстве случаев бесцветны, но почти всегда сильно минерализованы, имея в своем составе соли кальция, магния, железа, марганца. Подземные воды классифицируются как по отдельным признакам, так и по характеру их движения в толще водоносного слоя.

Если исходить из качественных и количественных признаков, то их можно классифицировать по характеру залегания, температуре, химическому составу, степени минерализации.

По характеру залегания подземные воды могут быть разделены на верховодку (воды зоны аэрации), грунтовые и артезианские.

Верховодка, залегающая вблизи поверхности земли (1-5 м), не может служить надежным источником водоснабжения, так как может легко загрязняться, и, кроме того, ее запасы; как правило, ограниченны и зависят в значительной степени от количества атмосферных осадков.

Грунтовые воды, залегающие на глубине нескольких десятков метров, характеризуются значительными запасами воды, надежно защищены от попадания в них загрязнений с поверхности земли. Они являются весьма надежными источниками водоснабжения.

Артезианские воды, залегающие под водонепроницаемыми породами, характеризуются значительными запасами воды, надежно защищены от попадания в них загрязнения, обладают целым набором полезных для человека химических элементов, вследствие чего являются наилучшими источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Артезианские подземные воды - это воды напорного типа. Условия залегания и напор водоносных горизонтов могут быть самыми различными в зависимости от района их расположения. Часто напорные водоносные горизонты разделяются водоупорными слоями различной мощности и имеют пластовое расположение.

Тип водозаборных сооружений определяется топографическими, геологическими, гидрогеологическими, санитарными и другими условиями в месте их расположения. В соответствии с этими условиями могут быть применены водозаборные сооружения раздельного, островного или берегового типа. Водозаборные сооружения раздельного типа имеют в своем составе затопленный оголовок, самотечный или сифонный водовод, береговой водоприемный колодец и насосную станцию 1 подъёма. При островном типе водоприемник совмещен с насосной станцией и размещен в акватории водохранилища в отдалении от берега. Хотя водозаборы этого типа более дорогостоящи, но они более надежны в эксплуатации.