Водозабор: типы сооружений, конструкция и этапы проектирования

Кессон или адаптер — в какого типа скважинах устанавливают

Для обеспечения водой индивидуальных домов пробуривают скважины, которые условно делят на три категории:

Абиссинские. Подобный тип скважин устраивают при малой глубине расположения водоносных пластов от поверхности, гидравлическим бурением занимаются частные лица и организации. Абиссинскую скважину проходят в течение суток, вместо обсадных труб берут отрезок ПНД-трубы с фильтратором на конце. Глубина абиссинки зависит от расположения водоносного бассейна и лежит в диапазоне 5 — 30 м. Зеркало воды в абиссинке не должно снижаться ниже 9 м, для втягивания воды применяют наружные центробежные электронасосы или станции, которые располагают в непосредственной близости от источника.

Для защиты наружного насоса от атмосферных осадков и морозов в зимнее время в зоне расположения абиссинки оборудуют утепленный кессонный колодец.

Скважины на песке. Это главный тип при водном зеркале от уровня поверхности земли ниже 9 м, глубина скважин лежит в диапазоне от 20 до 60 м, для забора используют погружаемый насос. При установке глубинного электронасоса проще и экономически выгоднее подключать его через адаптер, вкрученный сбоку на стенку обсадной трубы, кессон при этом не монтируют.

Артезианские. Для доступа к водным артезианским бассейнам бурят скважину средней глубины 100 м, в бытовых источниках водоснабжения она может быть и больше, но на глубинах более 200 м и без того значительные расходы резко возрастают в связи с применением промышленной технологии проходки таких расстояний.

Из-за давления пластов земли на глубинный водный бассейн, вода из артезианских скважин нередко поднимается на большую высоту и даже выходит на поверхность, для подачи используют поверхностный электронасос и соответственно монтируют кессонный колодец. Никто не запрещает извлекать воду из артезианского источника глубинным насосом, обладающим более высокими КПД и характеристиками, при его установке для отвода воды в дом экономичнее применять скважинный адаптер.

Хотя использование адаптера более рационально при эксплуатации глубинных насосов для забора воды, кессонный колодец имеет преимущества в удобстве при необходимости извлечения и обслуживания погружного электронасоса, к тому же он защищает скважинный канал от промерзания в зимнее время. Поэтому кессон часто ставят при подъеме воды погружным насосом, размещая в нем автоматику: реле давления и сухого хода, манометр, гидравлический аккумулятор.

Поверхностные насосы и насосные станции

Фильтрация и очистка воды

Фильтрация и очистка воды являются важной частью процесса водозабора. Они позволяют удалять различные примеси, загрязнения и микроорганизмы из воды, делая ее безопасной для употребления

Существует несколько основных методов фильтрации и очистки воды, которые могут использоваться в системе водозабора:

Механическая фильтрация — применяется для удаления крупных частиц и загрязнений из воды. Этот метод основан на использовании фильтров различной степени очистки, которые задерживают твердые частицы.
Биологическая фильтрация — используется для удаления органических загрязнений и бактерий из воды. Она основана на использовании биологических процессов, при которых микроорганизмы разлагают органические вещества.
Химическая фильтрация — применяется для удаления химических загрязнений, таких как хлор, свинец, железо и другие вредные вещества. Этот метод основан на использовании различных химических веществ, которые связывают и удаляют загрязнения из воды.
Ультрафильтрация и обратный осмос — это методы фильтрации, основанные на использовании мембран, которые позволяют удалять даже самые мелкие частицы и молекулы из воды.

Большинство систем водозабора используют комбинацию этих методов фильтрации и очистки, чтобы добиться наилучшего результата. После прохождения через систему фильтрации и очистки вода считается безопасной для употребления и может использоваться в домашних бытовых нуждах или в промышленности.

Примеры методов фильтрации и очистки воды:
Метод
Описание

Механическая фильтрация
Использование фильтров различной степени очистки для задерживания твердых частиц

Биологическая фильтрация
Использование биологических процессов для разложения органических загрязнений и бактерий

Химическая фильтрация
Использование химических веществ для связывания и удаления химических загрязнений

Ультрафильтрация и обратный осмос
Использование мембран для удаления мелких частиц и молекул из воды

Типы водозаборных сооружений

Водозаборные сооружения делятся на три категории:Категория 1:

Подводный водозабор
Открытый водозабор

Категория 2:

Мокрый водозабор
Сухой водозабор

Категория 3:

Речной водозабор
Водохранилище
Водозабор из озера
Водозабор из канала

Это сооружение, которое строится полностью под водой.
Оно обычно используется для получения воды из озера.

Представляют собой колодец или башню, построенные у берега реки, а в некоторых случаях даже вдали от берега.
Открытые водозаборы более распространены из-за простоты эксплуатации.

Это тип водозаборной башни, в которой уровень воды практически совпадает с уровнем источников водоснабжения.
Он иногда известен как колодец Джека и используется наиболее часто.

В случае сухого водозабора вода в водонапорной башне отсутствует.
Вода поступает через входное отверстие непосредственно в транспортировочные трубы.
Она просто используется для работы клапанов и т.д.

Это тип водозабора, который может быть расположен либо достаточно глубоко в реке, чтобы потребность в воде удовлетворялась во все сезоны года, либо может быть расположен у берега реки, где имеется достаточная глубина воды.
Иногда строится подходной канал, и вода подводится к водозаборной башне.
Если уровень воды в реке низкий, через нее может быть построена плотина, чтобы поднять уровень воды и отвести ее к водозаборной башне.

Когда течение реки не гарантировано в течение всего года, через нее строится плотина для хранения воды в образовавшемся водохранилище.
Они аналогичны речным водозаборам, за исключением того, что располагаются у верхнего бьефа плотины, где имеется максимальная глубина воды.
Конструкция водозабора может варьироваться в зависимости от типа плотины.

Как правило, для озерных водозаборов предпочтительны подводные водозаборные сооружения.
Они строятся в виде водосборных колодцев или колокольных устьев. Кронштейны изготавливаются из тяжелых деревянных рам, которые частично или полностью заполняются набросками для защиты водозаборного канала от повреждения волнами и т.д.
Верхняя часть решетки закрывается чугунной или сетчатой решеткой.

8. Водозаборные сооружения каналов

В некоторых случаях источником водоснабжения небольшого города может быть ирригационный канал, проходящий вблизи или через город. Тогда сооружается водозаборное сооружение.
Обычно он состоит из каменной или бетонной водоприемной камеры прямоугольной формы, пропускающей воду через крупное сито.
Мелкое сито устанавливается над входом в раструб отводящей трубы.
Приемная камера может быть построена внутри берега канала, если она не оказывает заметного сопротивления нормальному течению в канале.
Предпочтительно предусмотреть облицовку канала вблизи водоприемной камеры.

Читайте далее:

21 тип плотин в строительстве.
Классификация каналов на основе различных факторов.
Мосульская плотина в Ираке: Самая опасная плотина в мире.
Топ-5 крупнейших провалов плотин в мире.
Воздействие плотин на окружающую среду.
Разрушение плотины в Остине: Одна из крупнейших катастроф в истории США.
Пизанская башня: Архитектурное чудо или инженерная неудача?.

Подготовительные мероприятия

Строительные мероприятия начинаются с разработки и согласования проекта. Перед началом монтажа требуется выполнить определенные подготовительные шаги:

Получение лицензии на бурение. Разработка скважин и устройство оборудования потребует оформления документации в природоохранных ведомствах. Вначале производится комплекс разведочных мер и оценка количества воды.
Проектирование водозаборного узла. Производится в два этапа: на первом подготавливается непосредственно проект, на втором разрабатывается перечень документации, с учетом которой будет проводиться сооружение ВЗУ.
Выполнение требуемых инженерных изысканий.
Сопровождение документации на этапе экспертизы. Проектная документация обязана получить экспертное разрешение, лишь затем приступают к ее реализации.
Открытие ордера на выполнение земельных работ и получение разрешения на сооружение ВЗУ. По результату подготовительных мероприятий подготавливается весь требуемый список разрешительной документации.

Эксплуатационные требования

Во всех без исключения системах водоснабжения должны быть предусмотрены мероприятия по предупреждению механического, биологического и минералогического загрязнения воды, поступающей в поверхностный водозабор, и при последующей ее транспортировке по каналам и водоводам. При сложных шуголедовых явлениях в источнике водоснабжения оборудуют электрообогрев решеток, подведение к водоприемникам теплой воды или сжатого воздуха, импульсную промывку в сочетании с обратной промывкой, покрытие металлических элементов кассет гидрофобным материалом. При отборе воды из водоисточников с рыбохозяйственным значением предусматривают устройство рыбозащитных заграждений.

Связаться с нами вы можете с 9.00 – 18.00 (пн – пт).
Наш специалист всегда ответит на Ваши вопросы
и проконсультирует по возможным решениям тех или иных задач
по телефону или по запросу на почту market@dc-region.ru.

+7 (931) 350 04 34 +7 (963) 306 04 27

по номеру +7 (911) 130 08 19 Наш Skype: dc-region Наш Telegram по номеру: +7 (911) 130 08 19

Пользовательское соглашение
Политика обработки персональных данных

Зона санитарной охраны источника водоснабжения

Зона санитарной охраны скважины

Каждое водозаборное сооружение обладает тремя поясами санитарно-охранных зон. Благодаря им удается предупредить попадание в воду разного рода загрязнений и болезнетворных организмов. Особенности и характеристики каждого из поясов:

Первая охранная зона имеет радиус в пределах 15-60 метров. Эта окружность должна быть ограждена забором. Здесь запрещено строительство объектов, за исключением тех, которые нужны для эксплуатации водозаборной скважины.
Основная задача второй охранной зоны — защитить колодезную воду от бактериологического загрязнения. Здесь запрещается возводить объекты, которые могут нести потенциальную угрозу. Речь идет обо всех локальных очистных сооружениях, например, септики, навозные и выгребные ямы. Радиус кольца рассчитывается по специальной формуле и зависит от нескольких факторов – глубины залегания подземных воды и особенностей местности.
Третья охранная зона предназначена для защиты источника от химического загрязнения. В радиусе этого кольца категорически запрещено строить хранилища для удобрений, склады ядохимикатов и горюче-смазочных веществ. Радиус также высчитывается по специальной формуле.

На этапе проектирования, строительства и обустройства скважины лучше отдавать предпочтение строительным компаниям с опытом работ в данной сфере.

Нормативно-технические документы и этапы проектирования водозаборных сооружений

Нормативно-технические документы

Проектирование водозаборных сооружений регулируется рядом нормативно-технических документов, в которых устанавливаются требования к их конструкции, эксплуатации и обслуживанию. В Российской Федерации действует ряд ГОСТов, СНиПов и других правил и регламентов, включающих в себя:

ГОСТ 569-2018 «Водозаборы скважинные энергетические»
ГОСТ 27643-88 «Водозаборные сооружения. Правила выполнения измерений и контроля за параметрами работы»
СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»
СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения»
ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования»

При проектировании и строительстве водозаборных сооружений необходимо учитывать требования, установленные в этих документах, чтобы обеспечить безопасность и эффективность их работы.

Этапы проектирования

Проектирование водозаборных сооружений является многоступенчатым процессом, который включает в себя следующие этапы:

Изучение предметной области и сбор данных о будущих условиях эксплуатации сооружения.
Разработка технического задания с учетом требований нормативно-технических документов и особенностей местности.
Выбор оптимального варианта сооружения и разработка проектной документации, включающей в себя необходимые чертежи и расчеты.
Подготовка сметной документации и рабочих чертежей.
Получение разрешительной документации и проведение строительных работ.
Ввод сооружения в эксплуатацию.
Проведение пусконаладочных работ и настройка системы автоматического управления.

Каждый этап проектирования водозаборных сооружений требует качественной разработки и тщательного контроля за выполнением работ, что обеспечивает безопасную и эффективную эксплуатацию в будущем.

Типы водозаборных сооружений

С учетом гидрогеологических особенностей местности и технических характеристик скважины классифицируются следующим образом:

Абиссинская скважина имеет глубину, колеблющуюся в пределах 10-12 метров. Это самые маленькие показатели среди всех разновидностей источников. Для обустройства не используется ствол и обсадная труба, достаточно «иглы» — трубы, диаметром 70 мм. Если слои почвы мягкие, нет необходимости в проведении бурильных работ, достаточно ее просто забить в землю. Процесс нельзя назвать трудоемким, он не отнимает много времени, сил и финансов. Ощутимый недостаток такого источника – сомнительное качество воды. Порой она вовсе непригодна для питья. Дебет составляет 0,5 кубометра/час, этого достаточно для дачного и садового дома с непостоянным проживанием. Срок службы достигает 10 лет, но чаще исчерпывается ресурс через 3-5 лет.
Скважина на песок. Глубина залегания подземных вод может достигать 30 метров. Состоит из колонны или обсадной трубы диаметром до 130 мм. Для бурения такого источника требуется специальное оборудование и инструменты. Бурение может отнять не один день, вложения также требуются немалые. Производительность или дебет источника достигает 1,5 кубометра/час. Приблизительная продолжительность эксплуатационного срока – 15 лет.
Артезианская скважина характеризуется большой глубиной, которая достигает 100 и более метров. Вода из такого источника считается самой качественной и чистой, поскольку в нее уже не проникают грунтовые воды. Диаметр обсадной колонны или трубы достигает 160 мм. Начальные показатели производительности – 3 кубометра/час, поэтому разводка воды одновременно может происходить на несколько кранов. Срок службы более 50 лет, но строительство и обустройство артезианской скважины требует больших финансовых вложений.

Каждый тип водозаборной скважины имеет свои особенности, ознакомившись с ними, подбирают подходящий вариант для приусадебного участка.

Понятие конструкции и основные элементы скважины

Конструкция для скважины – это набор элементов почвенной выработки с диаметром в поперечнике, значительно меньшим их длины, обеспечивающим долговечное и надежное создание канала между поверхностью земли и вскрытым глубинным пластовым флюидом. Основное назначение скважинного канала – геологоразведка и оценка подземных ресурсов, исследование структуры разреза, поддержание давления рабочего пласта, контроль эксплуатации месторождений, добыча природных ресурсов.

Скважины делят на следующие составные части:

Ствол скважины – почвенная выработка, в которой расположены обсадные и фильтрующие трубы.
Устье – начало скважинного ствола из отрезка трубы, закрепленного на поверхности земли.
Забой – нижняя часть скважинного канала, дно.
Цементирующее кольцо – цементно-песчаная смесь, накачанная в пространство между стенками ствола и обсадной трубы, выполняет функции герметизации и упрочнения скважинного канала.

Рис. 2 Схема скважины

Фильтр – нижний участок скважинных обсадных труб, погруженный в пласт с добываемым ресурсом. В качестве фильтра используют часть ствола без обсадных труб, на дно которого помещает мелкозернистый гравий или специальное фильтрующее устройство.
Обсадная колонна – соединенные вместе и погруженные в ствол обсадные трубы, нужна для изоляции скважинного канала от земляной породы ствола. Обеспечивает эффективную и надежную эксплуатацию скважины, предотвращая попадание в канал почвы и защищая его от внешнего давления.

В нефтегазодобывающей промышленности используют промежуточные обсадные колонны, служащие для разделения несовместимых геологических зон, требующих различных режимов бурения скважинного канала. В буровой отрасли применяют следующие промежуточные скважинные колонны:

Сплошные. Полностью перекрывают весь ствол независимо от расположения основного интервала.
Хвостовики. Колонны, предназначенные для крепления только необсаженного интервала скважины с частичным перекрытием основного.
Летучки. Специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для закрытия дефектных промежутков основной колонны без учета следующих обсадных колонн.

Рис. 3 Разрез скважины

Это интересно: Стяжка пола своими руками: излагаем главное

Особенности строительства водозаборного узла

Монтаж водозаборного узла предполагает строительство следующих элементов и составляющих деталей конструкции (в зависимости от назначения скважины, некоторые приспособления могут не использоваться):

Для очистки воды от вредных примесей выполняется монтаж системы водоподготовки.
Чтобы хранить содержимое скважины, прошедшее процесс фильтрации, понадобится установить резервуар чистой воды.
Для обеспечения подачи чистой воды потребителям выполняется монтаж насосной станции 2-го подъёма. Также эта конструкция позволит поддерживать правильное давление в сети. Эта конструкция нужна только для скважин, обеспечивающих водой целые посёлки, крупные предприятия и фермерские хозяйства.
Также для скважин, обеспечивающих водой посёлки и крупные предприятия, понадобится установить пожарные насосы, которые будут выполнять подачу воды для нужд пожаротушения.
Для контроля функционирования оборудования и определения расхода воды понадобится установить контрольно-измерительное оборудование.
Необходимая автоматика позволит скважине работать в автоматическом режиме.
Дренажная система нужна для сброса воды, промывающей фильтры. Она понадобится для водоотведения в случае подтопления ВЗУ или переполнения РЧВ.

Советы и рекомендации

Если в доме люди проживают сезонно, оборудование также можно разместить внутри, но в этом случае размещают подземный кессон. Поскольку в период, когда дом будет пустовать, вода в скважине может замерзнуть, а кессон сохранит положительную температуру. При этом внутри самого дачного домика нужно обязательно слить воду из системных труб.
Если грунт на участке проблемный, то водопроводную трубу желательно защитить специальным кожухом. Электрокабель также помещается в защитную трубу ПНД. Гидравлическое оборудование лучше подключать к системе через специальные вентили. Разборные соединения удобнее обслуживать и заменять при поломке.

Получение лицензий на добычу подземных вод, основанное на защищенной оценке запасов подземных вод

Исходя из имеющейся на объекте гидрогеологической обстановки, компания составляет документацию для последующего получения лицензии на добычу подземных вод.

Лицензия абсолютно необходима для легального использования подземных вод.Получение лицензии на добычу воды (кроме того, что лицензия на водоотбор является обязательной с точки зрения закона и при ее отсутствии накладываются существенные суммы штрафов), обеспечивает владельцу гарантию, что вода может быть извлечена в требуемом количестве и качестве из источника водоснабжения. Лицензия выдается, только в случае свободных «защищенных запасов» подземных вод в имеющемся водозаборе на данной территории.

Обещания некоторых подрядных организаций, предлагающих постройку систем водоснабжения без получения лицензий на использование недр, с большой вероятностью приводит к нехватке добываемых объемов воды или добыче воды неприемлимого (непитьевого) качества. Данное явление связано с тем, что в Центральном районе России, в основном, в областях с интенсивной застройкой (особенно в Московской), имеет место катастрофический дефицит воды питьевого качества. Поэтому не подкрепленное официальными данными заявление, не очень добросовестного подрядчика «воды полно!» должно вызывать озабоченность о потраченных впустую проектных средствах.

Существует множество случаев, когда добыча подземных вод через некоторое время (месяц, год или несколько лет) после неквалифицированного проектирования и строительства систем водоснабжения, полностью истощала водоносный горизонт.

В подобной ситуации единственным выходом было полное переустройство систем водоснабжения, цена которого, в связи с застройкой территории, составила в разы большие суммы, чем первоначальная цена.

Техническое обслуживание и контроль качества водозаборной системы

Для обеспечения бесперебойной работы водозаборной системы необходимо регулярное техническое обслуживание и контроль качества воды. В этом разделе мы рассмотрим основные аспекты обслуживания и контроля системы.

Регулярное техническое обслуживание

Техническое обслуживание водозаборной системы должно проводиться специалистами с опытом работы с подобными системами. Оно включает следующие основные работы:

Проверка и чистка насосов и фильтров. Насосы и фильтры являются ключевыми элементами водозаборной системы. Их проверка и чистка помогают убедиться в их нормальной работе и предотвратить возможные поломки.
Проверка и регулировка давления. Давление в системе должно быть оптимальным для обеспечения нормальной подачи воды. Специалисты проводят проверку давления и при необходимости регулируют его с помощью специальных устройств.
Проверка и обслуживание электропроводки. Как правило, водозаборная система требует подключения к электрической сети. Периодическая проверка электропроводки и исправление обнаруженных неполадок помогают избежать аварийных ситуаций и сохранить безопасность работы системы.

Контроль качества воды

Контроль качества воды в водозаборной системе также является важной составляющей обслуживания системы. Для этого проводятся следующие мероприятия:

Проведение анализа воды. Регулярные анализы воды позволяют определить ее качество и наличие возможных примесей или загрязнений. В зависимости от результатов анализа, могут применяться специальные методы очистки или фильтрации воды.
Мониторинг микробиологического состояния воды. Повышенное содержание бактерий или других микроорганизмов в воде может привести к заболеваниям. Для мониторинга микробиологического состояния воды применяются специальные тесты и анализы.
Проверка работоспособности системы очистки. Если в системе установлена система очистки воды, ее работоспособность также требует контроля. Проводятся проверки и обслуживание установленного оборудования и элементов системы очистки.

Техническое обслуживание и контроль качества водозаборной системы являются неотъемлемой частью поддержания ее работоспособности и обеспечения качественного водоснабжения. Правильное проведение этих мероприятий помогает предотвратить возможные поломки, обнаружить проблемы в ранней стадии и обеспечить безопасность и чистоту воды, поступающей в систему.

Конструкция и предназначение

Водозаборный узел — это сложнейший комплекс связанных друг с другом сооружений и оборудований, использующихся для забора, подготовки, доставки и хранения воды из скважины. Помимо этого, на ВЗУ производятся мероприятия по очищению воды для повышению ее качества.

Любая схема ВЗУ состоит из несколько основных объектов, позволяющих получать необходимый объем воды:

Насосная подстанция, состоящая из двух этапов подъема воды. Под первым уровнем подъема находится скважина, которая может иметь разную глубину с учетом месторасположения водоносного горизонта. Для забора воды первая станция оборудуется одним мощным насосом. Для второго уровня используются две помпы — резервная и основная.
Коммуникационные системы. Объект потребует обустройства здания для монтажа оборудования, располагающегося под землей или над поверхностью грунта. Требуется подключение электричества, организация вентиляционной и отопительной системы.
Баки для хранения очищенной воды обеспечивают требуемый запас для постоянного водоснабжения, а также позволяют сохранять необходимый уровень напора в системе для нормальной работы помп.
Станция водоочистки. Если качество воды не соответствует требованиям СНиП из-за высокого количества разных примесей, требуется установка оборудования для очищения воды от чрезмерного количества нерастворимых элементов и ее обеззараживания.

Что такое водозаборное сооружение и для чего оно предназначено

Кессон или адаптер — в какого типа скважинах устанавливают

Фильтрация и очистка воды