Методы транспортировки воды и существующие виды сооружений
Чтобы выбрать определенный метод доставки воды к объекту водоснабжения, а также тип транспортирующих устройств необходимо, прежде всего, проанализировать топографические условия прилегающей местности, разновидность источника природной воды, удаленность источника от объекта и величину объёмов воды для транспортирования. Сооружения, предназначенные для транспортирования воды можно поделить на две главные группы: а) нагнетательные водоводы; б) самотечные или гравитационные водоводы или каналы. Виды сооружений, относящихся к первой группе осуществляют подачу воды за счет работы насосов, а в устройствах второй группы применяется естественный водоток, т.е. вода движется под воздействием силы тяготения земли.
Иногда по совокупности всех особенностей местности появляется необходимость комбинировать в способах подачи воды, т.е на отдельных участках всего сооружения применять различные типы, подающих воду сооружений.
По виду гидравлической работы (характеру движения воды в водоводе), все водоносные сооружения можно разделить на безнапорные и напорные сооружения. Характеристикой, отличающей безнапорный водовод является наличие в нем свободной поверхности воды, а напорные водоводы работают полным сечением.
Безнапорные водоводы представляют собой проложенные в земле открытые или закрытые (выполненные из разнообразных конструкций и материалов) каналы, сечение которых заполнено водой не полностью.
При использовании метода гравитационной подачи воды можно добиться значительных экономических преимуществ, так как такой вид подачи по сравнению с напорным методом резко снижает затраты на эксплуатацию за счет отказа от насосной системы. Но при безнапорном способе транспортировки воды ужесточаются требования к рельефным характеристикам местности, так как ясно, что он применим лишь при условии превышения точки истока над точкой приема воды. Но, даже если в целом рельеф местности удовлетворяет этому условию, то на локальных участках транспортировки, в местах возвышенностей, может понадобиться устройство насосов для их преодоления.
Рис. 1.
На рис.1 показана схема гравитационной подачи воды, где для обеспечения подачи воды из водоема А, расположенного значительно выше водоприемного объекта Б требуется строительство весьма протяженных туннелей (аа1 или аа2), которые могут значительно увеличить стоимость проекта. Но при схеме подачи воды, когда первоначально подъем осуществляется насосами до резервуара б, расположенного на верхней точке водораздела, можно избежать строительство тоннелей. При такой схеме подачи воды участок аб имеет нагнетательный водовод, а участок от точки б до объекта - гравитационный водовод.
При наличии соответствующих условий удается применять по всей длине трассы водовода гравитационный способ подачи воды. Но устройство безнапорного канала допустимо лишь на участках, имеющих ровное, незначительное понижение местности вдоль трассы водовода. На этих участках несложно обеспечить равномерный уклон безнапорного канала и обойтись без дополнительных сооружение и приямков, позволяющих проходить места резких перепадов, но весьма удорожающих проект.
В общем случае при выборе конструкции и типа безнапорного канала руководствуются местными условиями и экономическими приоритетами, а иногда и качественными показателями воды.
Строительство открытых каналов является наиболее экономически выгодным (из расчета на единицу длины) сооружением при значительном количестве транспортируемой воды.
К недостаткам открытых каналов можно отнести:
а) достаточно высокий процент потери воды, больше всего на фильтрацию и испарение;
б) постоянное цветение и рост водной растительности;
в) возможное загрязнение сточными водами и атмосферными осадками;
г) повышенное воздействие температурных колебаний атмосферы;
Поэтому для снабжения питьевой водой как очищенной так и чистой природной, открытые каналы не должны использоваться.