מתקני צריכת מים ממקורות תת-קרקעיים

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

מתקני צריכת מים נבנים כדי לקבל מים ממקורות עיליים ומשכבות עמוקות. הם ממוקמים על גדות מאגרי מים, נהרות, אגמים. למטרות תעשייתיות, מתקנים משמשים בחופי הים עם אספקה לאחר מכן לצינור לחץ. אם אין מים מתוקים באזורי החוף, אזי נעשה שימוש במערכת של התפלה וטיהור מי ים בהתאם להצדקות כלכליות וטכניות.

כדי להפיק מים מזרימות תת-קרקעיות, מותקנים מבנים עמוקים באמצעות מערכת שאיבה. כאשר מפלס המים משתנה במאגר, מבני חוף בנויים על יסודות שנוצרו באופן מלאכותי, כלונסאות, יסודות כדי להגן על התחנה מפני סחיפת קרח וחפצים צפים. לפי שיטת המיקום, מבני צריכת מים הם חופי, מיוחד וכוח משיכה (תעלה).

מגוון תחנות

תחנות ערוץ מסוג כבידה בנויות על חוף מאגר רדוד עם שיפוע קטן ומתון ואדמה רכה. העיצוב שלהם מספק באר קליטה, צינור עם חינםזרם, ראש, מוגן על ידי סריג. המים המתקבלים דרך מערכת משאבות מוזנים לצינור הלחץ לשימוש נוסף. חליפת ראשים שקועים לחלוטין, מוצפים רק כאשר נשפכים, או משטחים. תחנת השאיבה פועלת יחד עם כניסת מים או מותקנת כמכשיר עצמאי.

בגדות התלולות של מאגרים מסופקים מבני צריכת מים מסוג החוף, אשר בתכנון אינם מכילים מכסים וצינורות. צריכת מים מסופקת דרך החורים, מכיוון שרמתו מאפשרת לעשות זאת בכל תנאי. באר החוף מסודרת חצי מטר מעל העלייה הגבוהה ביותר במפלס המים, נדרשת תחנת שאיבה. אם אינדיקטור זה משתנה באופן משמעותי בנהר, אז לבאר יש כמה קטעים נפרדים בהתאם למספר קווי היניקה. החלונות העליונים משמשים לאיסוף שכבת פני השטח בזמן ההצפה, המאפשרת קבלת נוזל נקי.

בסוג מיוחד של תחנת צריכת מים נעשה שימוש במקרה של צורך בנפח גדול של נוזלים או אם האקלים מצריך מאבק מתמיד בקרום קרח. בצריכת מים כאלה, דלי מלאכותי מסודר לפי סוג התעלה. מידותיו נקבעות בהתאם למהירות העלייה של בלוקים מכוסים קרחונים עמוקים. דליים במורד הזרם ממוקמים במורד הפה כדי לקבל זרמי תחתית ולהילחם נגד גושי קרח עמוקים. דליים עם כניסה עליונה נועדו להיות מותקנים בפה כנגד הזרם ומשמשים לקליטת נוזל מובהר משטח. סוגים אלה של מתקני צריכת מיםלאפשר לך לחפור דליים בסלע החוף לעומק של 3.5 מ' או להוציא אותם לאפיק הנהר, להפריד ביניהם בסכר.

בעזרת מתקני סינון וטיהור מתקבל נוזל מובהר היטב בשיטפון או בסחיפת קרח. לפני הכניסה לצנרת הלחץ מסננים את הלחות דרך שכבה עבה של שכבות חצץ וחול הממוקמות באופן טבעי על הקרקעית או על הגדות, רק אז היא נקלטת על ידי פיר, מתקנים צינוריים או אופקיים.

אם נדרש לספק אספקה זמנית של מים, בנו מתקני צריכת מים צפים או ניידים. למיקומן של תחנות ניידות על חוף מאגר, מסופקות פסי רכבת עם נטייה, שלאורכן הן נעות בהתאם למפלס עליית המים. מבנים צפים מסודרים על דוברות או סירות מעוגנות. החסרונות של צריכת מים זמניים כוללים את העובדה שכל הצינורות עשויים מחומרים גמישים, וזה מוביל לנזק מוקדם שלהם ולאי נוחות השימוש שלהם בתקופת הקרח.

כדי לחלץ לחות מחצץ ומקרקעות חוליות בשכבה האופקית העליונה ללא לחץ, מסדרים בארות פיר. החומר עבורם הוא בטון על מסגרת מתכת. מים נכנסים למקלטים דרך חורים בקירות וברצפה. תחתית הבאר מצוידת בשכבת סינון הפוך, המורכבת מחול בעובי של עד 0.6 מ' וכמה שכבות חצץ בעובי כולל של עד 0.15 מ' הבאר בולטת 0.8 מ' מעל פני הקרקע. הקירות מוגנים. על ידי מנעול חימר בעובי של עד 0.5 מ', שיורד מתחת לאדמה ב-0, 3-1, 2 מ'.אזור עיוור בטון עם שיפוע מהקירות ברוחב של 1-1.5 מ'.

העבודה של מתקני צריכת מים באזורי הצפון מסובכת בגלל האקלים החורפי הקשה, כאשר גופי מים פתוחים קופאים. המתקנים משמשים רק בתקופת המסת הקרח. אזורי הצפון מתאפיינים בהיעדר כמעט מוחלט של מקורות תת-קרקעיים, מים נדירים מכילים כמות גדולה של מינרלים ומועילים מעט לשתייה. בחורף, הלחות מועטה, ולכן היא נלקחת מהשכבות הממוקמות מתחת לאדמה הקפואה. כדי להעלות את מפלס המים במאגרים, נבנים סכרים מלאכותיים ומרחיבים את שטח המאגרים, ובכך תורמים להטעינה מוסדרת של נהרות ואגמים ממקורות תת-קרקעיים שאינם מקפיאים.

סוגי מקורות

צריכת מים לשימוש בערים וכפרים מתבצעת מהשכבות העיליות והתת-קרקעיות. אקוויפרים בקרקע יכולים להיות לחץ ולא לחץ. שכבות אופקיות ליד פני השטח או בעובי נהרות ואגמים נקראות שכבות קרקע. מי תהום מאופיינים בזיהום מוגבר ויש לנקותם לפני הכניסה לאספקת מים בלחץ.

מי הלחץ ממלאים לחלוטין שכבות אופקיות, ממוקמים מתחת למאגרים שכנים או משמשים לטעינתם. למעיינות ארטזיאניים יש מים נקיים יקרי ערך; לצורך הפקתם מסודרים סוגים כאלה של מתקני צריכת מים שאינם מכילים מכשירי טיפול בעיצובם. בבאר לקבלת מים מהשכבה האופקית בלחץ, יש קו מותנה של עליית נוזלים, החופף למפלספני השטח של גוף המים הקרוב ביותר. אם קו כזה עובר מעל פני הקרקע, אזי הלחות זורמת מתוך הבאר, הנקראת ארטזית.

מים בלחץ וללא לחץ המחלחלים אל פני הקרקע יוצרים מעיינות יורדים ועולים, המספקים מים באיכות גבוהה, המשמשים לצורכי שתייה ללא שימוש במערכות טיהור יקרות. אינדיקטורים איכותיים של המקור, כגון כוח, עומק, רוויה מינרלים, משמשים לבחירת סוג המבנה של תחנת צריכת המים. במקביל, נלקחים בחשבון שיקולים טכניים וכלכליים והצורך בסוג מסוים של נוזל (לצורכי תעשייה, שתייה, משק בית).

תנאים לבחירת מיקום

בניית מבני צריכת מים מבוססת על תחזיות של תכונות הנוזל מהמקור הנבחר, הצורך לצייד מחדש את אזור החוף, ליצור מחדש ערוץ של נהר או מאגר אחר, והידראולי תנאי העבודה. כאשר מפלס המים משתנה יותר מ-6 מ' והמדרון התלול של החוף מספיק לזרימת מים רגילה, נבנים מבני חוף משולבים.

אם מתוכננת פרודוקטיביות ממוצעת, בשל הגובה הנמוך של עליית המים, צריכת המים משולבת עם מתחמי שאיבה. קולטי מים מסוג נפרד בנויים עם הפרודוקטיביות הנמוכה הנדרשת ועומק גדול של המאגר. אם התנודתיות של פני המים היא פחות מ-6 מ', העומק קטן, אז השתמשו בסוג הערוץ של צריכת מים עם תחנת שאיבה בתכנון החוףמקלט.

חישוב הידראולי

כדי לקבוע את הפרמטרים האופטימליים של הצינור, נעשה שימוש בחישוב הידראולי. קח בחשבון את התפוקה של צינורות ואלמנטים אחרים במשך כל תקופת התוקף המשוערת. צריכת המים מוגדרת כצורך בה במהלך הניתוח המרבי על ידי הצרכנים המחוברים. בהתבסס על נתונים אלה, מחושבים הקטרים של הצינורות הדרושים למעבר מועיל מבחינה כלכלית של מסה נתונה עם ההפסדים הנמוכים ביותר.

צור דיאגרמה אקסונומטרית המציינת את הכיוון מהקלט למכלול המים המחובר, בחר את המיקום עם מספר הסיבובים הקטן ביותר. אורכי הקטעים מנקודה צמתית אחת לאחרת מחושבים, תוך התחשבות במספר נקודות הניתוח הנוזל. קוטר הצינורות משתנה בקטע אחר, בתוך אותו קטע של הצינור מסופק אותו גודל. בניית מבני צריכת מים מתבצעת לאחר חישוב הידראולי מלא.

מתקני טיפול

קבע את איכות המים על סמך האינדיקטורים הבאים:

• מאפיינים פיזיים כגון אובך, טעם, צבע, ריח, טמפרטורה;
• איכויות כימיות המאפיינות את יכולת החמצון, קשיות, תגובה פעילה, תכולת מינרלים;
• מאפיינים בקטריולוגיים, המעידים על מידת הזיהום על ידי חיידקים הנכנסים למים מביוב סמוך, משקעים, צואת בעלי חיים.

מי השתייה נמצא בבדיקהתשומת הלב. הדרישות לאיכות הנוזלים לשימוש ביתי הן סטנדרטיות ונכללות ב-GOST R51232 - 1998. המסמך לוקח בחשבון את הדרישות לאינדיקטורים כימיים, פיזיים וחיידקיים. אם טוהר המים שהתקבל אינו תואם את הנתונים הרגולטוריים הנתונים, אזי נבנים מתקני טיפול לצריכת מים. שיטות הניקוי הנפוצות ביותר הן חיטוי ובירור. לצורך הבירור נעשה שימוש בסינון ושיקוע במספר שלבים, וכתוצאה מכך שוקעים זיהומים לתחתית. קרינה קוטל חיידקים, הכלרה מנורמלת, אוזון משמשים כדי להיפטר ממיקרואורגניזמים פתוגניים.

קבלת מים ממקורות תת-קרקעיים

הבחירה בתחנת צריכת מים לקליטת נוזל משכבות תת-קרקעיות מושפעת מעומק השכבה ועוביה. מבנים מחולקים לארבעה סוגים:

• בארות צריכת מים;
• בארות שלי;
• צריכת מים אופקית;
• מצנפים.

מתקני צריכת מי תהום בצורת בארות או בארות צינור משמשים להפקת נוזל ממאגר בעומק של יותר מ-10 מ' הבנייה מורכבת מקידוח באר וחיזוק הקירות בצינורות מעטפת. בהדרגה, ככל שהעומק עולה, קוטר הצינורות יורד. בחלק התחתון של החור מותקן מסנן, ומעל הבאר נבנה תא תצפית על פני השטח. אם הלחץ של האקוויפר חזק מספיק, מים עולים אל פני השטח בלחץ, אחרת הלחות נשאבת כלפי מעלה.

קונסטרוקציות לפי סוג המכרהבארות משמשות לקליטת מים מעומק של יותר מ-30 מ'. קירות הבאר - בטון, לבנים או עץ, משתמשים לעתים קרובות באלמנטים מאוחדים מוכנים, המותקנים ברצף אחד על גבי השני. בחלק התחתון של הקירות ובתחתית הבאר מסופקים חורים לזרימה טבעית של נוזל. בתחתית שכבת סינון עשויה חול וחצץ. עם צורך מוגבר במים, מאורגנות מספר בארות פיר, המחוברות ביניהן על ידי סיפונים עם קולט מים, משם נשאבת לחות למערכת אספקת המים.

מבני צריכת מים אופקיים תת-קרקעיים משמשים לאיסוף לחות בעומק רדוד. הם מבוצעים בעומק של עד 8 מ' מבטון מזוין סטנדרטי או אלמנטים קרמיים עם חורים או חריצים במשטחי הצד. הסוגים האופקיים הפשוטים ביותר עשויים מלבנים מדוללות או בנייה מחורבות; תאי בדיקה מיועדים לתחזוקה מונעת כל 100 מ'.

תאי קפוטאז' משמשים לקחת מים מהמפתחות. הם בארות הפיר הפשוטות ביותר, המסודרות מעל המקום שבו מופיעים מים על פני השטח. כדי להשיג נוזלים ממקורות מפתח יורדים, תאי מכסה עשויים לאסוף לחות דרך קירות אנכיים לפי סוג צריכת המים האופקית.

איסוף מים ממקורות עיליים

בשיטה זו של צריכת מים, ננקטים אמצעים כדי להבטיח אספקה רציפה של לחות לאורך כל השנה. לשם כך, המתקן ממוקם קרוב יותר לצרכן על אורווה, הכי פחות מזוהםבמקום החוף, הם בונים מעל מפעלי תעשייה ואתרי ביוב. מבני צריכת מים ממקורות עיליים מסודרים תוך התחשבות בסיבוב האפשרי של אפיק הנהר לאורך זמן. מרכיבי המערכת מסודרים כך שלאחר היווצרות כיסוי קרח בחורף נותרו לפחות 0.3 מ' לראש המבנה, ותחתית צריכת המים אינה מגיעה לתחתית הנהר ב-1 מ'.

מבני צריכת מים נבנים לרוב לפי העיקרון המשולב של שני סוגים או יותר, זה נקבע לפי מאפייני המאגר ונפח הצריכה הנדרש. לפני תחילת הפעולה, המערכת עוברת בדיקה טכנית. מתקני צריכת מים עיליים שחוצים בשיגור נשטפים במים במהירות של 1 מטר לשנייה. הצנרת הביתית עוברת כלור לחיטוי.

מכשיר של רשתות אספקת מים חיצוניות

מערכת חיצונית כוללת קווים ראשיים וקווי סניף משניים. כחומר צינור, נעשה שימוש ברכיבים ידידותיים לסביבה, שנבחרו בהתאם לתנאי GOST. בין תחנת הצריכה לאספקת המים בלחץ, הנוזל עובר דרך מתקני הטיפול, מתיישב במיכלים ונשלח לצרכן בעזרת מכשירי בקרה. קוטר הצינורות של הקו הראשי נלקח לפי החישוב ההידראולי, וקטרי הענפים מיושמים תוך התחשבות בתפוקת האש של הנוזל.

מכשירי הרמת מים

מתחמי שאיבה ממוקמים במעגל תנועת המים כדי להמיר את אנרגיית המנוע לאנרגיה הידראולית של הנוזל המועבר. עם המכשירים האלההלחות מועלת לגובה הרצוי, מוגשת למרחקים ארוכים ונאלצת לזרום במערכת אספקת מים סגורה, מה שמרמז על הפעלת מתקני צריכת מים. בחירת המשאבות לתחזוקה מורכבת של מתקני צריכת מים מתבצעת בהתאם לסוג המנוע, ההספק, הראש, היעילות ואינדיקטורים נוספים. הנפוצות ביותר ביישום הן משאבות צנטריפוגליות, שיש להן מספיק יתרונות על פני סוגים אחרים.

מאגרים ומגדלי מים

כדי להשיג לחץ ברשת אספקת המים ולהעלות נוזלים לקומות גבוהות, נעשה שימוש במגדלי מים, הפועלים על העיקרון הפיזי של כלי תקשורת. מיכל המאגר במגדל מחושב על נפח המים, המסדיר את אספקת הנוזל לצרכנים לזמן מסוים, אם מתקני צריכת המים ממקורות תת-קרקעיים נכשלים.

המיכל של מגדל המים אוגר אספקת מים הדרושה לכיבוי אש חירום תוך 10 דקות לאחר השריפה. מגדל המים בתכנון מכיל מיכל התומך בבסיס, עשוי לגובה הבניין הגבוה בכפר. באזורי הצפון מסודרים מעטפת בידוד ובאזורי הדרום עושים רק ציפוי מעל המיכל.

מיכלי אגירת מים ממוקמים במקומות שונים של מערכת האינסטלציה, הם משמשים לאחסון מאגרי נוזלים. נפח המיכלים תלוי במטרתם ובצורך להרוות את מערכת הלחץ של הצרכנים במים. החומר למבנים הוא לבנים שרופות מסוגים שוניםאבן טבעית ובטון מזוין. הצורה מבחינה בין טנקים עגולים ומלבניים. החפיפה מתבצעת בצורה מונוליטית או טרומית.

תיקון של צינורות תת-קרקעיים ותת-מימיים

התקן של מתקני צריכת מים עם צינור מורחב לאחר פרק זמן מסוים של פעילות דורש תיקון ותחזוקה תקופתיים. לעיתים התפוקה של מערכת אספקת המים מצטמצמת עקב שקיעת סתימות ושכבות בצנרת. הניקוי שלו מתבצע מעת לעת, במקרים קלים זה מספיק כדי לשטוף עם זרימה הפוכה או ישירה של מים. למקרים קשים יותר, השתמשו במגרדים או ברצועות.

החזרת צינור פגום אל פני השטח היא עבודה בעייתית ויקרה. לכן, מכשיר מיוחד תוכנן לניקוי, נע בתוך הצינור. המכשיר זז, ומברשות קשות מסתובבות מסירות משקעים על הקירות. כדי לנקות את הצנרת שממנו הוסר הנוזל, מייצרים שקעים כדי למנוע ממבנה הצינור לצוף אל פני השטח.

כדי להסיר שברים מורכבים או חורים בצינורות, הם מורמים אל פני השטח, ולאחר החלפת החלק הפגוע, הם מורידים שוב לתחתית. נזקים שאינם מורכבים מדי מתוקנים באמצעות ריתוך תת-מימי.

לסיכום, יש לציין כי התקנת מבני צריכת מים מצריכה ידע מיוחד לקביעת סוג המבנים, בחירת מקום וסידור יחידות מבניות. אבל מאז הצרכנים המודרניים לא רואים את קיומם ללא לחות נותנת חיים, אז לאורך זמןיש פתרונות בונים ורעיונות חדשים להפקת מים מבטן כדור הארץ.