Водозаборное сооружение — это комплексный инженерно-технический объект, сочетающий в себе взаимоувязанные гидротехнические сооружения, так называемый водозаборный узел (ВЗУ), и предназначенный для обеспечения водой промышленного, жилого сектора, сельского хозяйства и гидроэнергетики.
Простейшие устройства для водоснабжения появились в древности и представляли собой водозабор ковшового или ведерного типа с сетью каналов или трубопроводов.
Виды водозаборных сооружений
Способ подачи воды и последовательность технических средств для ее осуществления, входящих в водозаборное устройство, зависят от типа водоисточника, ее свойств и качества. Водоисточниками служат поверхностные водоемы или запасы недр. Отсюда и водозаборные сооружения подразделяются на те, которые позволяют добывать воду из открытых или подземных источников.
Дальнейшее движение воды от места ее забора до потребителя через сеть каналов, трубопроводов, туннелей может осуществляться безнапорным способом или под напором. Для подачи питьевой, оросительной влаги, для снабжения промышленных производств насосные станции обеспечивают необходимое давление в системе.
Виды устройств
Устройство водозаборного сооружения для подземных резервуаров имеет несколько принципиальных схем движения воды: вертикальную — включает скважины и шахтные колодцы, горизонтальную, лучевую и каптажную.
Водозаборы, обустраиваемые на поверхностных источниках, представляют собой насосные станции с рыбозащитными и фильтрующими устройствами с сетью трубопроводов. Они подразделяются в зависимости от типа водоема на:
- речные;
- морские;
- озерные;
- водохранилищные.
Водозаборный узел для прокачки может располагаться непосредственно в русле реки или на берегу, быть стационарным или мобильным. Устройство последнего включает в себя плавающие, передвижные или фуникулерные насосные станции. Если обычный дебет водоема не позволяет использовать его для откачки воды, его искусственно увеличивают, создавая условия для накопления водостока с помощью сети дамб или плотин. Такие сооружения называются гидроузлом и проектируются отдельно для каждой водосборной площади. Но суть водозаборного сооружения остается прежней: обеспечить фильтрацию, подъем и отведение. Бесперебойность работы водозабора здесь осуществляется с помощью устройств для регулирования уровня воды: затворами, водосливами, водоприемниками и прочее.
Скважины
В отсутствии поверхностных водоисточников, а также для подачи питьевой воды с высокой степенью санитарно-гигиенической чистоты используют бурение безнапорных грунтовых пластов на глубину от 3…5 до нескольких десятков метров или находящихся под напором горизонтов. В последнем случае скважина называется артезианской, и ее глубина достигает максимальных величин от нескольких сотен до тысячи метров. Для обеспечения расчетного объема водоподачи по графику одна скважина может не справляться, тогда создают групповые узлы водоснабжения.
Устройство водозаборной скважины включает в себя фильтр, насос или эрлифтную установку и трубопровод. В связи с этим каждая скважина состоит из устья, ствола, водоприемной части (фильтра) и отстойника.
Колодцы
Для малых и средних потребностей сооружают шахтный колодец. Это сооружение отличается от скважины тем, что объем вертикальной выработки и поперечное сечение у него больше и позволяет осуществлять забор как с помощью насоса, так и ручной силой, а глубина не превышает 20…30 м. Устройства, обеспечивающие поступление воды из горизонта и накопление ее в колодце, также оборудуются фильтрами.
Горизонтальные узлы
Горизонтальный водозаборный узел из траншей или галерей с фильтрами необходим там, где залегают безнапорные водоносные пласты с небольшим дебетом. Обычно они располагаются вблизи естественных и искусственных водоемов.
Лучевые конструкции
В центре такое сооружение имеет водосборную шахту, к которой лучами сходятся горизонтальные и наклонные скважины длиной до 80 м. Каждая скважина располагается, исходя из условий залегания водоносного горизонта, обычная глубина расположения лучей не превышает 15…20 м. Часто их сооружают в речных долинах с заводом скважин под речное русло.
Каптаж
В местах выхода грунтовых вод на поверхность, так называемых родниках, обустраивают каптажи. Такое устройство имеет целью аккумуляцию питьевого запаса, отсюда и конструкции варьируют от простых трубопроводов до шахт и галерей.
