Способы транспортирования воды и существующие виды сооружений
Реализация различных методов транспортирования воды, а также выбор какого либо типа
транспортирующих устройств зависит прежде всего от особенностей природного источника, от удаленности объекта, окружающего рельефа и требуемых объёмов воды. Сооружения которые служат для транспортирования воды можно поделить на две основных группы: а) нагнетательные водоводы; б) гравитационные водоводы, или как их часто называют - самотечные каналы. Сооружения, которые относятся к первой группе, осуществляют подачу воды с помощью насосов, а в устройствах второй группы процессы движения воды происходят под действием силы гравитации.
Иногда из-за различий в участках местности, расположенной между источником водоснабжения и приемником воды, на соответствующих участках водовода, приходится использовать различные методы транспортировки воды.
По характеристикам используемой модели движения воды все сооружения, подающие воду, могут быть классифицированы по двум признакам - водоводы с напором (т.е сечение водовода заполнено водой по всему профилю) и водоводы без напора (имеющие свободную поверхность).
Безнапорные водоводы выполняются как открытого типа, например каналы в земле, так и закрытого типа всевозможных конструкций, работающие при частичном заполнении сечения, например коллекторное сооружение.
Применение метода гравитационной подачи воды дает значительные экономические выгоды, по причине снижения расходов на эксплуатацию системы за счет использования потенциальной энергии гравитации. Но, ясно, что такой способ транспортировки воды для всей системы водовода можно использовать лишь в случае, когда отметка источника воды выше отметки водоприемника. Но и в этом случае наличие локальных возвышенностей по руслу водовода может сделать невозможным исключительно гравитационный способ доставки воды. И тогда приходится на участках возвышенностей применять насосы, для форсирования потоком воды перепадов местности.
Рис. 1.
Для схемы, показанной на рис.1, водоем источника А имеет отметку уровня воды гораздо выше отметки уровня водоприемника Б, но прямое гравитационное водоснабжение возможно лишь через туннельный водовод (аа1 или аа2), сооружение которых сильно увеличит стоимость проекта. Альтернативой туннельным водоводам может быть установка насосов на участке а-б и подъем ими водяного столба до отметки б. Схематическое решение такого водовода принимает вид: участок а-б - нагнетательный водовод, участок от точки б до объекта - гравитационный водовод.
В некоторых случаях принимается гравитационный метод подачи воды по всей трассе водовода. И важным условием устройства безнапорного канала является достаточно равномерное, без резких перепадов, изменение высоты местности прохождения трассы. Тогда можно обеспечить приемлемый равномерный спуск воды по безнапорному каналу без устройства глубоких приямков и специальных устройств прохода понижений, увеличивающих стоимость сооружения.
Выбор конкретного технического решения для строительства канала обусловлен экономическими и технологическими соображениями и, в некоторых случаях, качественными характеристиками воды.
Безнапорные открытые каналы являются самыми дешевыми ( по цене единицы длины) водопроводными инженерными сооружениями.
Но они не лишены недостатков, а именно:
а) относительно высокий процент потерь на испарение и фильтрацию воды;
б) биологическое загрязнение растительностью и "цветение воды";
в) контакт с атмосферой, и как следствие загрязнение сточными водами и атмосферными примесями;
г) сезонные температурные колебания.
И, как следствие, для организации питьевого водоснабжения (артезианской природной или очищенной водой) открытые безнапорные каналы не применяются.
