Всесоюзный научно-исследовательский институт
водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной
гидрогеологии
(ВНИИ ВОДГЕО) Госстроя СССР
Справочное
пособие к СНиП
Серия
основана в 1989 году
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ
ЗАБОРА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД
Москва Стройиздат 1990
Разработано к СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и
сооружения». Рассмотрены общие вопросы использования поверхностных вод для
водоснабжения. Изложены основные положения по оценке местных условий забора
воды, выбора места расположения, типа, конструктивной схемы водоприемника и
элементов водозаборных сооружений.
Для проектировщиков,
изыскателей и эксплуатационного персонала, работающих в области водоснабжения.
Введение
Надежность забора воды
заданного расхода и качества, как свидетельствует опыт эксплуатации
водозаборных сооружений, зависит в первую очередь от местных природных условий
избранного участка водотока или водоема, а также от возможности их последующего
нарушения. Местные условия на прилегающих участках избранного водотока или
водоема обычно индивидуальны. Они формируются совокупностью сложных взаимно
обусловленных топографических, геологических, метеорологических, гидрологических,
гидроморфологических, гидротермических, гидробиологических и других факторов и
процессов. В первых трех разделах Пособия излагаются основные положения по
использованию поверхностных источников, методика расчета местных условий забора
воды и другие сведения, необходимые в качестве исходного материала для
проектирования.
В недалеком прошлом считали,
что условия забора воды из водоемов более благоприятны, чем из водотоков (рек).
Водозаборные сооружения на водоемах проектировались и строились обычно по
аналогии с речными. В расчетах проектов дополнительно учитывались только
элементы волн, ожидаемая переработка берега и прибрежного склона, колебания
уровня воды и величины придонных орбитальных скоростей. Исходя из условий
волнового воздействия водозаборные сооружения размещали преимущественно на
укрытых от интенсивного волнения акваториях - в бухтах, заливах, за
выступающими в водоем берегами и т. п. Такой подход является причиной захвата в
водоприемные устройства воды с чрезмерно повышенным содержанием наносов,
водорослей, мусора, шугольда, их завала продуктами переработки берегов и
прибрежных склонов и периодических прекращений ее забора, что приводит к
переустройству и даже к повторному строительству водозаборных сооружений.
Обобщение опыта эксплуатации
водозаборных сооружений на водоемах с одновременной постановкой поисковых
лабораторных исследований показало, что условия забора воды из водотоков и
водоемов принципиально различны. В отличие от водотоков в прибрежной зоне
водоемов одновременно с волнением появляются сосредоточенные вдольбереговые,
инерционные, градиентные, плотностные и другие разновидности течений.
Вследствие взаимодействия с сопутствующими факторами и процессами эти течения
обычно транспортируют массы воды с чрезмерно повышенным содержанием наносов,
водорослей, мусора, а в предледоставные периоды еще и переохлажденные, что и
явилось причиной упомянутых последствий.
Факторы и процессы,
определяющие условия забора воды в прибрежных зонах водоемов, изложены в разд.
3 Пособия.
Водоприемное устройство
(водоприемник) является одним из основных и наиболее ответственных элементов
водозаборного сооружения. Выбор места расположения, типа и конструктивной схемы
водоприемника в каждом конкретном случае должен определяться в первую очередь
местными условиями источника. Для решения этих вопросов в разд.
4. Пособия приведены несколько наиболее перспективных схем
водоприемников с методиками их расчета, классификация, категории надежности
забора воды и требования, предъявляемые к водозаборным сооружениям.
Рекомендации по выбору места
расположения, типов, конструктивных схем и методик расчета водозаборных
сооружений на реках изложены в разд. 5 Пособия.
В разд.
6 изложены принципиально новые положения по выбору места
расположения, типа и компоновки элементов водозаборного сооружения. В их основу
положен принцип изыскания мероприятий по исключению проникания сосредоточенных
течений прибойной зоны к месту размещения водоприемников и нарушения бытового
режима прибрежной зоны водоема в районе водозаборного сооружения на период его эксплуатации.
Такой подход позволил резко сократить стоимость строительных работ, повысить
надежность забора воды и улучшить ее качество.
Вопросам организации забора
воды водозаборными сооружениями из водотока с недостаточным стоком посвящен разд.
7.
В разд. 8 изложен комплекс мероприятий, связанных с
организацией рыбозащиты и очистки забираемой в водозаборное сооружение воды от
мусора.
В Пособии отражен современный
научно-технический уровень использования поверхностных вод для целей
водоснабжения. В нем учтены разработанные в последние годы методы оценки
природных условий поверхностных источников, наиболее прогрессивных конструктивных
схем водоприемников, наносозащитных и рыбозащитных устройств, выбора места
расположения, типа и компоновки конструктивных элементов водозаборных
сооружений, а также учтен опыт их проектирования и эксплуатации на водотоках и
водоемах.
Водозаборные сооружения (водозабор) - комплекс
гидротехнических сооружений, обеспечивающих забор воды из источника, ее
предварительную очистку и подачу водопотребителям с требуемыми расходом и
напором.
Водоприемник (водоприемное устройство) -
сооружение, с помощью которого осуществляются забор воды из водотока или
водоема и ее предварительная очистка от мусора, рыбы и т. п.
Забор воды - процесс отбора воды из
источника водоснабжения.
Глубинный водоотбор - процесс отбора воды из
нижних слоев источника водоснабжения.
Источник водоснабжения - водоток или водоем,
используемый для водоснабжения.
Место водоотбора - участок источника
водоснабжения, в пределах которого забираемая водоприемником вода оказывает
влияние на перемещение наносов, мусора, шугольда, планктона, а также на
направление течений, возбуждаемых другими факторами.
Местные условия источника
водоснабжения - совокупность топографических, геологических, метеорологических,
гидрологических, гидроморфологических, гидротермических, гидробиологических и
других факторов избранного или заданного участка источника. Поскольку
упомянутые факторы взаимосвязаны, то местные условия обычно индивидуальны для
каждого избранного участка источника водоснабжения.
Плотностная стратификация - изменение плотности воды по глубине
водотока или водоема. Она может возникнуть за счет перепада температур или
солености воды между поверхностным и придонным слоями, а также за счет
поступления масс воды с повышенным содержанием наносов.
Двухслойная температурная
стратификация - расслоение воды на два слоя с разностью температур между ними.
Селективный водоотбор - послойный забор воды из
источника за счет разности ее плотности в придонном и поверхностном слоях.
Критическое положение
поверхности раздела - предельное положение поверхности раздела, при котором в водоприемник не
забирается вода из верхнего слоя.
Большой (крупный) водоем - водоем, в котором высота
волн в пределах прибрежной зоны h³ 0,75 м. При меньших высотах
волн в прибрежных зонах обычно развивается водная растительность, отсутствуют
вдольбереговые течения, миграция наносов и др.
Глубоководный водоем (глубоководная зона) -
участок водоема, в пределах которого глубина воды H³ 0,5 lгл.
Средний гидродинамический
уровень воды -
условная линия, проведенная таким образом, что суммарные площади, отсекаемые
профилем волны выше и ниже этой линии, равны между собой. При волнении эта
линия вследствие появления ветроволнового или волнового нагона смещается в
сторону наветренного берега.
Ветроволновое течение - смещение масс воды от
действия ветра и волнения.
Компенсационное течение - отток придонных слоев воды,
обусловленный
перекосом уровня воды, вызванного ветроволновым, дрейфовым или другими
разновидностями течений.
Дрейфовое течение - частный случай ветроволнового
течения при резком ослаблении или полном исчезновении ветра.
Волновое течение - смещение масс воды
вследствие асимметрии орбитального движения частиц жидкости при волнении.
Транзитное течение - смещение масс воды по всей
длине водоема, связанное с их втеканием и одновременным вытеканием из него.
Сточное течение - течение, вызванное
втеканием или вытеканием масс воды из водоема, а также их оттоком от
наветренного берега с прекращением волнения.
Плотностное течение - послойное смещение масс
воды, вызванное наличием разности ее плотности по глубине или градиента
давления, обусловленного температурой, соленостью или мутностью.
Вдольбереговое течение - смещение масс воды вдоль
берега, вызванное и поддерживаемое энергией разрушающихся косоподходящих к
берегу волн или масс воды, сбрасываемых в прибойную зону.
Разрывное течение - периодическое смещение масс
воды по всей глубине прибрежной зоны водоема, вызванное неравномерностью
ветроволнового нагона, течений и волнения.
Градиентное течение - смещение масс воды за счет
градиента давления или перепада ее уровня, возникающего от действия
косоподходящих волн и сосредоточенных течений.
Инерционное течение - любая из разновидностей
течений, вышедшая за пределы зоны действия возбуждающих факторов и продолжающая
дальнейшее движение только за счет сил инерции.
Прибойная зона - прибрежная полоса водоема,
в пределах которой происходит разрушение волн.
Пособие разработано ВНИИ
ВОДГЕО - доктор технических наук, проф. А. С. Образовский (разд. 5), А. Н. Ляпин (разд. 2), кандидаты технических наук А. А. Смирнов -
руководитель темы (разд. 1, 2, 3, 4, 6),
А. М. Мотинов (разд. 4, 5, 8), А. П. Нетюхайло (разд. 3, 6),
А. В Шахов (разд. 7), А. И. Мадзалевский (разд. 1, 5),
и. А. Серов (разд. 4), Д. И. Алтунин (разд.
3), Т. В. Колесникова (разд.
5, 8); канд. биолог, наук А. М.
Пахоруков (разд. 8), инженеры В. Г. Жилин
(разд. 7), Т. С. Карпенко (разд. 1, 5),
А. Н. Стрижкин (разд. 4) при участии
Союзводоканалпроекта - инженеры М. А. Лозовский, Т. В. Маслова, В. В. Титков.
1. Общие вопросы использования поверхностных вод для
водоснабжения
Общие положения
1.1. В Пособии отражены следующие
вопросы:
оценка местных условий отбора
воды в районе намечаемого размещения водозаборных сооружений;
выбор места расположения,
типа и компоновки конструктивных элементов водозабора в соответствии с местными
условиями водотока или водоема;
изыскание мероприятий,
позволяющих исключить или до минимума свести нарушение бытового режима водотока
или водоема в процессе строительства и эксплуатации водозабора;
расчет основных факторов,
определяющих местные условия водотока или водоема, конструктивных элементов
водоприемников и водозаборов, селективного водоотбора в стратифицированном
потоке и др.;
изыскание мероприятий по
ослаблению заносимости водоприемников, захвата в них воды с повышенным
содержанием водной растительности, планктона, шугольда и др., появившихся в
процессе эксплуатации водозабора.
1.2. Рассмотрены вопросы
строительства и эксплуатации водозаборных сооружений промышленного,
хозяйственно-питьевого, теплоэнергетического и сельскохозяйственного назначения
на водотоках и водоемах.
1.3. Опыт эксплуатации и
лабораторных исследований водозаборных сооружений свидетельствует, что имеющие
место затруднения в их работе связаны с завалом водоприемных устройств
наносами, захватом в них воды с повышенным содержанием водной растительности,
мусора и планктона, местным нарушением стратификации воды и др. В Пособии
большое место отведено вопросам, связанным с оценкой местных условий забора
воды на избранном участке источника и возможных последствий при их нарушении,
так как затруднения в работе водозаборных сооружений обусловлены
преимущественно недооценкой в проектах местных условий источника или
последующим нарушением в процессе строительства и эксплуатации.
1.4. К поверхностным водам
относятся воды водотоков (рек, каналов, ручьев) и водоемов (морей, озер,
водохранилищ, прудов).
1.5. Поверхностные воды
используются в народном хозяйстве для хозяйственно-питьевого, производственного
и теплоэнергетического водоснабжения, орошения, обводнения и
гидроэнергетических целей, а также удовлетворения других государственных и
общественных надобностей.
1.6. Основы водного
законодательства устанавливают общий порядок водопользования, охрану вод,
государственный учет и планирование их использования.
Для проектных организаций
обязательными являются требования СНиП
2.04.02-84 и других нормативных документов в зависимости от
назначения водозаборного сооружения и источника водоснабжения.
1.7. Отбор воды с помощью
водозаборов является согласно Водному законодательству СССР специальным
водопользованием. В соответствии с этим при рассмотрении вопросов использования
поверхностных вод для целей водоснабжения требуется согласование условий
специального водопользования и получение разрешений на него.
1.8. Класс гидротехнических
сооружений следует принимать в соответствии со СНиП 2.06.01-86 «Гидротехнические сооружения.
Основные положения проектирования».
Общие
требования к источнику водоснабжения и водозаборным сооружениям
Комментарии (0)
Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться