Транспортирование воды. Основные типы транспортирующих сооружений

Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство.Техника

§ 49. Транспортирование воды. Основные типы транспортирующихсооружений

Выбор метода транспортирования воды и соответственно типовтранспортирующих сооружений зависит от характера природного источника,степени его удаленности от объекта, местных топографических условий иколичества транспортируемой воды.

Все практически используемые типы транспортирующих водусооружений могут быть разделены на две основные группы: а) нагнетательныеводоводы; б) гравитационные (или самотечные) водоводы и каналы. В сооруженияхпервой группы подача воды осуществляется насосами. В сооружениях второйгруппы движение воды происходит иод действием силы тяжести.

В некоторых случаях взаимное расположение источника иобъекта водоснабжения, а также характер рельефа местности вызываютнеобходимость использования того или иного принципа подачи воды на отдельныхучастках трассы водовода.

По характеру движения воды  (по характеру гидравлическойработы) все транспортирующие воду сооружения могут быть разделены на напорныеводоводы  (работающие полным сечением)  и безнапорные водоводы (имеющиесвободную поверхность воды).

Безнапорные водоводы могут быть выполнены в виде открытыхка» налов, вырытых в земле, или в виде закрытых каналов (различныхконструкцийи из различных материалов), работающих неполным сечением.

Использование гравитационного метода подачи воды даетбольшие экономические преимущества, так как позволяет значительно снизитьрасходы на эксплуатацию системы водоснабжения. Очевидно, что применять этотметод транспортирования воды для водовода в целом можно лишь при условии,если отметка уровня воды используемого водоема превышает отметку точки, вкоторую должна быть подана вода. Однако и при соблюдении этого условияналичие значительных возвышенностей по трассе водовода может потребоватьподъема воды насосами для переброски ее через эти возвышенности.

Для схемы, представленной на III.64, где отметка уровняиспользуемого водоема А значительно превышает отметку земли у объекта Б,гравитационная подача воды потребовала бы устройства весьма длинных туннелей(аа\\ или аа2), сильно удорожающих строительство. Подъем воды насосами дорезервуара б, установленного на наивысшей точке пересекаемой возвышенности,позволит избежать устройства туннелей. При таком решении на участке аб будутнагнетательные водоводы, а от точки б до объекта — гравитационные водоводы.

В ряде случаев удается использовать гравитационный методподачи воды на всем протяжении трассы  водовода. При этом применениебезнапорных  каналов  возможно лишь при  относительно  равномерном инезначительном уклоне местности вдоль трассы водовода. В этих условиях можнообеспечить требуемый постоянный уклон безнапорного канала без устройствадорогостоящих глубоких выемок и сооружений для перехода пониженных мест.

Выбор типа и конструкции безнапорного канала определяетсяэкономическими соображениями и местными условиями, а в известной степени итребованиями к качеству воды.

Открытые каналы представляют собой относительно дешевые(на единицу длины)   сооружения   для   транспортирования   большихколичеств воды.

 Для подачи питьевой воды (чистой природной или очищенной)открытые каналы не должны применяться.

Закрытые безнапорные каналы являются более дорогимисооружениями, но потери воды в них значительно меньше, они предохраняют водуот загрязнения и развития растительности и обеспечивают почти постояннуютемпературу воды на всем пути ее подачи от источника к объекту.

При наличии достаточной для обеспечения движения водыразности отметок в начальной и конечной точках водовода, но в условияхотносительно пересеченного рельефа местности часто оказывается болеерентабельным использование напорных гравитационных водоводов, т. е.водоводов, работающих полным сечением. По условиям своей гидравлическойработы эти водоводы аналогичны нагнетательным водоводам, их конструкциядолжна обеспечить сопротивление разрывающим усилиям от внутреннего давленияводы.

Так как напорные водоводы допускают практически любоеизменение уклона по длине трассы, использование их часто позволяетзначительно сократить общую длину водовода.

В современной практике водоснабжения местные природныеисточники воды часто оказываются недостаточными для удовлетворенияпотребностей крупных городов и промышленных предприятий (особенно вотносительно маловодных местностях) и приходится использовать весьмаудаленные источники, расположенные за десятки, а иногда и сотни километров отобъектов. В этих условиях значение транспортирующих воду сооружений иудельный вес затрат на их строительство в общей стоимости системыводоснабжения значительно возрастают. Выбор наиболее экономичного вариантаподачи воды приобретает особо важное значение. Этот выбор производится, какправило, на основе тщательного изучения местных условий (топографии игеологии по возможным трассам водовода) и технико-экономического сравненияразличных вариантов.

При  всех условиях транспортирующее   воду   сооружениедолжно обеспечивать надежность и бесперебойность снабжения объекта водой. Дляэтого необходимо, чтобы его конструкция сводила к минимуму опасностьвозникновения аварий. Длинные водоводы, как правило, прокладывают в однулинию. Поэтому в конце водовода должны быть устроены запасные емкости такогообъема, который может обеспечить питание объекта водой во время ликвидацииаварии или проведения ремонта.

При относительно малой длине водовода требуемая надежностьводообеспечения потребителей может быть достигнута с меньшими затратами путемстроительства его из двух параллельно работающих линий (вместо устройствазапасных емкостей). В ряде случаев наличие двух или нескольких параллельноработающих линий водовода является следствием постепенного развития системыводоснабжения в соответствии с ростом водопотребления объекта.

Практика транспортирования воды дает примеры широкогоиспользования всех перечисленных здесь типов сооружений.

Для обеспечения водой промышленности и населенных местцентрального района Донбасса построен открытый водопроводный канал,забирающий воду из р. Северский Донец. Канал имеет длину 132 км и рассчитанна подачу расхода 25 м3/с. Рельеф местности вызвал необходимость устройствана канале четырех насосных станций, поднимающих воду на общую высоту около250 м. Вода, забираемая из канала для городских водопроводов, подвергаетсясоответствующей очистке.

В 1961 г. закончено строительство другого крупногооткрытого водопроводного канала, подающего воду из р. Днепр (от Каховскоговодохранилища) для нужд промышленности и населения Криворожья. Каналпротяжением 57 км рассчитан на подачу расхода до 41 м3/с.

Еще более мощный водопроводный открытый канал построен дляподачи воды из р. Иртыш в центр Карагандинского района. Его общаяпротяженность около 500 км и расчетный расход около 75 м3/с. На каналеустроен ряд перекачивающих насосных станций и ряд водохранилищ.

Как уже было-сказано, современная система водоснабженияМосквы включает канал им. Москвы (длиной 128 км), который служит одновременнодля нужд судоходства и для подачи воды из р. Волги. Канал этот подает воду вподмосковные водохранилища, откуда она по специальным водопроводным открытымканалам поступает к очистным станциям.

Примером весьма большого безнапорного закрытого каналаможет служить Баку-Шолларский водовод, пущенный в эксплуатацию в 1917 г.Водовод использует воды Шолларских родников. Общая его протяженность отисточника до городских резервуаров 185 км. Из них первые 147 км выполнены ввиде закрытого безнапорного бетонного канала овоидального сечения (1,2X1.7м). Далее вода подается насосами по нагнетательному водоводу длиной 18 км враспределительную камеру и по самотечным бетонным водоводам (длиной 20 км)подводится к городским резервуарам.

В 1951 г. был введен в эксплуатацию второй бакинскийбезнапорный закрытый водовод, идущий почти параллельно первому и подающийподземные воды из района Хачмас.

В качестве примера широкого использования безнапорныхзакрытых каналов для городского водоснабжения в зарубежной практике можетслужить система самотечных водоводов Парижа (протяженность каждого —130км), подающих подземные воды из различных районов.

Развитие технологии производства напорных трубобусловливает все более широкое применение напорных гравитационных водоводов.Подобные водоводы   значительной   протяженности   использованы   при строительстверяда крупных систем водоснабжения у нас и за рубежом.