ГЛАВА III. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДОЗАБОРОВ
1. Приемка водозаборов в эксплуатацию и их обслуживание
Обслуживание водоприемных сооружений, находящихся на протяжении всего периода эксплуатации под водой, их осмотр и ремонт связаны с большими труд-i ностями. Поэтому обеспечение качества строительства водозаборов, строгое соблюдение всех технических усло вий их устройства имеют важное значение.
Приемка в эксплуатацию законченных строительством водозаборов производится в порядке, установленном для объектов производственного назначения, и в строгом соответствии со СНиП III-3-76 «Основные положения. Приемка в эксплуатацию законченных строительством предприятий, зданий и сооружений», а также со СНиП на отдельные виды строительно-монтажных работ, технологического оборудования и другими действующими нормативными документами по строительству, утвержденными Госстроем СССР. Водозаборы могут быть приняты в эксплуатацию, если с них начата подача воды (выпуск продукции) качества, диктуемого потребителем или принятого технологией последующей е обработки.
Водозаборы принимают в эксплуатацию в составе всего водопровода или только комплекса водозаборных сооружений. Производится приемка государственными приемочными комиссиями местных Советов народных депутатов независимо от сметной стоимости объекта, если заказчиками являются исполкомы местных Советов народных депутатов; министерствами и ведомствами СССР, если заказчиками выступают предприятия, входящие в системы этих министерств, в порядке, установленном министерствами и ведомствами СССР. Особое внимание при приемке должно быть обращено на соответствие проектным фактических отметок установки оголовков, профиля подводной части ковша, размеров и высотного положения водоприемных окон, качества рус-ловыправильных и берегоукрепительных работ, засыпки самотечных и сифонных трубопроводов и т. д.
Рис. 26. Водоприемный ковш на р. Чулым
а — продольный профиль по оси ковша; б, в, з — поперечные профили соответственно на входе, в средней части и перед водоприемником; 1 — по проекту; 2 — фактически
Если при завершении строительства водозабора водопотребление не достигло расчетной производительности, приемка в эксплуатацию может производиться с насосно-энергетическим оборудованием меньшей мощности из расчета последующей (по мере роста водопотребле-ния) замены этого оборудования. Испытывать же водозабор в любом случае следует при расчетной нагрузке. Приемка и ввод в эксплуатацию водоприемных ковшей с меньшей, чем расчетная, производительностью сопровождается изменением режима потока в ковше и отложением наносов. В таких случаях должны быть намечены дополнительные меры по чистке ковша.
Надо отметить, что при строительстве ковшей не всегда достигается их строгое соответствие проекту. Например, в ковше на р. Чулым перед вводом его в действие были выявлены недопустимые отклонения в профиле подводной части (рис. 26), устранить которые оказалось невозможным. В последующем эти отклонения отрицательно отразились на работе ковша.
В ковше новосибирского водопровода в начальный период эксплуатации наблюдались интенсивный размыв и последующее оползание откосов из-за недостаточного уплотнения грунта при строительстве. Процесс этот был приостановлен путем посадки ивы.
При эксплуатации водозаборов надо вести постоянные наблюдения за источниками, включая уровни воды, переформирование берегов и перемещение наносов, формирование ледяного покрова, разрушение его и прохождение льда у водоприемников, санитарное состояние источников. На малых реках, подверженных перемерза-нию, необходимо наблюдать не только за участком расположения водозабора, но и за вышерасположенными участками, а иногда и за всем бассейном водосбора.
В местах вероятного перемерзания источника систематически замеряют толщину льда и глубину потока, а при необходимости утепляют перекаты и отдельные мелководные участки.
Для наблюдения за уровнями воды на водозаборах должны быть оборудованы водомерные посты (простые или автоматические). Наиболее приемлемые для водозаборов простые водомерные посты могут быть реечными или свайными. Реечный пост представляет собой одну или несколько реек, укрепленных на береговом колодце или на специально забитых сваях. Посты этого типа более приемлемы для водозаборов берегового типа на реках с крутыми берегами при небольшой амплитуде колебания уровня (до 3 м). Свайные водомерные посты, применяемые чаще всего на водозаборах руслового типа, состоят из нескольких свай, установленных перпендикулярно течению реки в одном створе. Такие посты применяют на реках с пологими берегами и значительной амплитудой колебания уровней. Высоту уровня воды на свайном посту измеряют переносной водомерной рейкой, а результаты измерений заносят в специальный журнал. Длительные наблюдения на водомерных постах позволяют прогнозировать обстановку на водозаборах и предотвращать благодаря этому аварийные ситуации.
Таблица 7. Основные виды работ по ремонту водозаборных сооружений
Сооружения
|
Виды ремонта
|
текущий
|
капитальный
|
Береговые водоприемные колодцы
|
Очистка от наносов, промывка камер; чистка и ремонт решеток, сеток и затворов; окраска металлических поверхностей с очисткой от ржавчины; затирка с желез-нением стен колодцев
|
Ремонт стен и днища колодцев, камер и берего-укрепления; смена решеток, сеток и затворов; разборка и ремонт приводов вращающихся сеток; смена ходовых скоб и лестниц; ремонт крепления ковша с заменой деталей; ремонт грязевых эжекторов и промывных устройств сеток
|
Водоприемные оголовки
|
Обследование состояния оголовка и устранение мелких повреждений
|
Смена венцов ряжа с загрузкой и отсыпкой камня; демонтаж и монтаж самотечных трубопроводов
|
Подводящие и отводящие каналы, откосы плотин, отстойные пруды
|
Засев травой, затирка трещин в бетонной облицовке; замена отдельных бетонных плит в креплении каналов, чистка прудов
|
Замена конструкции крепления стенок и откосов каналов; противооползневые работы; бурение разгрузочных и дренирующих скважин; ремонт противофильтра-ционных дренажей; ремонт входных и выходных оголовков каналов
|
Таблица 8. Периодичность осмотра и планового ремонта водозаборных сооружений
Сооружения и виды работ
|
П ериодичность
|
|
осмотра
|
ЧИСТКИ
|
текущего ремонта
|
капитального ремонта
|
Оголовки водоприемников
|
2 раза в год
|
По мере надобности
|
2 раза в год
|
По мере надобности
|
В том числе в период ледохода и шугообразования
|
Постоянно
|
То же
|
—
|
—
|
Самотечные и сифонные трубопроводы
|
1 раз в год
|
»
|
По мере надобности
|
По мере надобности
|
Береговые колодцы
|
2 раза в год
|
—
|
1 раз в год
|
По мере надобности, но не реже 1 раза в 5 лет
|
В том числе:
удаление осадка
|
То же
|
По мере надобности
|
—
|
—
|
ремонт сеток Берегоукрепление
|
Каждую смену 2 раза в год
|
Каждую смену
|
2 раза в год
По мере надобности, но не реже 1 раза в 2 года
|
1 раз в 2 года
По мере надобности, но не реже 1 раза в 5 лет
|
Трубопроводы и запорно-регули-рующая арматура
|
2 раза в год
|
—
|
2 раза в год
|
То же
|
Плотины, дамбы, каналы, ковши
|
1 раз в месяц
|
По мере надобности
|
То же
|
»
|
Рис. 27. Автоскоп для подводного обследования водозаборов
1 — стекло верхнее 100X100 мм; 2 — раструб из листового железа; 3 — ручки; 4 — скоба для страхующего троса; 5 — дуги предохранительные из проволоки; 6 — фара автомобильная герметичная; 7 — стекло зеркальной коробки 110X110 мм; 8 — зеркало плоское 145Х Х100 мм; 9 — труба (D=114 мм); 10 — провод электрический в резиновой изоляции
Наблюдение за санитарным состоянием источников проводят отбором проб воды и их анализом. Качество воды оценивают по ГОСТ 17.1.3.03 — 77 (с изм.). При благоприятной санитарной и эпидемической обстановке пробы отбирают на насосной станции I подъема, при неблагоприятной — в различных точках выше по течению реки, а на непроточных водоемах — в обе стороны от водозабора. При ухудшении показателей качества воды в источнике по отношению к нормативным должны быть приняты дополнительные меры, обеспечивающие качество подаваемой потребителям воды по ГОСТ 2874 — 82 «Вода питьевая».
Неотъемлемой составной частью эксплуатации водозаборов должны быть также наблюдения за состоянием водоприемников, подводящих трубопроводов и всего комплекса водозаборных сооружений, своевременное устранение повреждений конструкций неполадок в работе оборудования. В плановом порядке должны выполняться ремонтные работы (табл. 7 и 8).
При благоприятных условиях эксплуатации детальное обследование и текущий ремонт всех водозаборных сооружений производят, как правило, дважды в год: после весеннего половодья, когда наиболее вероятны разрушения, и примерно за месяц до ледостава. В первом случае выполняют в основном аварийные работы, во втором — профилактические. При активных рус-лоформирующих процессах оголовки могут не только заноситься грунтом, как отмечалось выше, но и подмываться паводковыми потоками (чаще всего со стороны примыкания самотечных линий). При этом трубопроводы провисают, вибрируют, возникают завалы из корчей и топляков, создавая угрозу механических повреждений водоприемника. В таких ситуациях должны быть срочно приняты противоавар!шные меры. Завалы разбирают с помощью речных судов или бульдозеров при участии водолазов. Корчи и топляки захватывают тросом и вытаскивают на берег. Работа эта требует большой осторожности. После разборки завала под трубопроводы подводят пригруженные фашины из хвороста, а затем с плавучих средств засыпают камнем всю выемку. Эффективность обследования водоприемников и других находящихся под водой элементов водозаборов существенно повышается при использовании предназначенных для этого специальных технических средств. А. И. Гагариным был предложен и испытан на водозаборах Новосибирска прибор — автоскоп (рис. 27), позволяющий без помощи водолазов детально осматривать подводные сооружения и их отдельные узлы, оперативно оценивать состояние водоприемных отверстий, засоренность сороудерживающих решеток и т. д. Автоскоп представляет собой трубу диаметром 100 мм, длина которой принимается в зависимости от глубины погружения наблюдаемого объекта. На одном конце трубы монтируют зеркальную коробку со смотровым окном, а на другом — тубус с защитным стеклом.
Рис. 28. Водозабор временного типа с погружным электронасосом
1 — водоприемник; 2 — самотечный трубопровод; 3 — береговой водосборный колодец; 4 — электронасос; 5 — напорный трубопровод
Источником света в приборе являются автомобильная фара с лампой 70 Вт и аккумулятор СТ-128. Прибором можно пользоваться с наплавных или стационарных средств. В зависимости от степени освещенности объекта радиус видимости при обследовании водозаборов на Оби составляет 0,5...2 м. Простота конструкции автоскопа позволяет изготовлять его на месте, в мастерских водозабора.
Для обследования дна источника в акватории водозабора, прежде всего для уточнения характера грядооб-разования и перемещения гряд, целесообразно пользоваться эхолотом.
Учитывая особую важность водозаборов в обеспечении бесперебойности водоснабжения, они всегда должны быть оснащены (даже в благоприятных условиях эксплуатации) средствами для обследования, резервным оборудованием и заготовками для ликвидации повреждений. Сейчас, когда действует множество водозаборов всевозможных типов в различных природно-климатических зонах нашей страны и накоплен огромный производственный опыт их эксплуатации, постоянным наблюдением за источниками и своевременным проведением профилактических мер в большинстве случаев аварии на водозаборах могут быть предотвращены. Изучение опыта эксплуатации водозаборов-аналогов позволяет своевременно принять соответственные меры на вновь построенных водозаборах.
Чаще всего при аварийных ситуациях на водозаборах наблюдается резкое падение уровня воды в водоприемных и всасывающих камерах берегового колодца, что влечет срыв вакуума насосов и их остановку. Запуск насосов бывает очень затруднен и может сопровождаться повторными срывами вакуума. Причина этого в большинстве случаев заключается в резком снижении уровня в источнике или в увеличении сопротивления движению воды на водоприемнике и в подводящих трубопроводах. Усилия эксплуатационного персонала в таких случаях должны быть направлены на задействование резервных водоприемников, выяснение причин осложнений и их устранение. Если же устранить причины не удается длительное время, то применяют дополнительные средства подачи воды в береговой колодец: поверхкостной прокладкой монтируют сифонные линии, устанавливают описанные выше передвижные насосные станции (иногда используют земснаряды), строят временные водозаборы. На рис. 28 показан водозабор временного типа с погружным насосом.
2. Биообрастания на водозаборах и борьба с ними
Водоприемные окна с сороудерживающими решетками, самотечные, всасывающие и напорные трубопроводы на водозаборах (особенно на зарегулированных источниках) подвержены внутреннему обрастанию гид-робионтами, среди которых наиболее часто присутствуют моллюски дрейссены. Обрастание это нередко бывает значительным, что приводит к критическим потерям напора во всасывающей системе водозабора и к угрозе остановки насосных станций. В системе водоснабжения личинки дрейссены редко перемещаются самостоятельно, а в основном — под влиянием потока воды.
Поселения дрейссены сосредоточиваются на подводных частях железобетонных конструкций насосных станций, облицовке водоприемных ковшей, на оголовках в подводящих трубопроводах, на сороудерживающих решетках и сетках, в напорных водоводах с насосных станций I подъема.
Слой дрейссены на внутренних стенках трубопроводов достигает 7...10 см, а масса обрастаний до 7 кг/м2 [39]. При таком обрастании существенно возрастает сопротивление трубопроводов, что влечет дополнительные расходы электроэнергии на подачу воды. В связи с этим борьбу с дрейссеной на действующих водозаборах необходимо рассматривать не только как средство обеспечения бесперебойного водоснабжения, но и как меру экономии электроэнергии. Мелкие личинки дрейссены способны проникать не только через сороудерживающие сетки и микрофильтры, но и через песчаные (скорые и даже медленные) фильтры, осложняя тем самым технологию очистки воды. Отсюда видно, насколько важно предотвратить попадание гидробионтов в водоприемные устройства.
Осложнения в работе водозаборов по причине биообрастаний были на водопроводах многих городов: Москвы, Ростова-на-Дону, Днепропетровска, Донецка, Куйбышева, Калининграда, Дзержинска и др. Обрастания иногда уменьшали на треть диаметр трубопроводов, а из зарубежной практики известны факты полной закупорки трубопроводов дрейссеной.
Борьба с гидробионтами на водозаборах дает двой-ной положительный эффект: сохранение пропускной способности водозабора и, следовательно, предотвращение перерасхода электроэнергии при одновременной бесперебойности подачи; улучшение качества воды, поступающей на водоочистные станции, и, следовательно, сокращение эксплуатационных расходов, связанных с ее очисткой. Первостепенное значение в борьбе с биообрастаниями имеют предупредительные меры. Возможно предотвратить воздействие дрейссены при заборе воды, зная общие закономерности ее обитания и развития. Известно, что в некоторых озерах преобладающее количество дрейссены обитает на глубине 5...15 и 10...20 м, в реках бассейна Волги — на глубине 2...9 м. Зимой при температуре 5...8°С размножения ракушек не наблюдается. В крупных каналах, например в Северо-Крымском, личинки дрейссены большей частью находятся в придонном слое. Массовое размножение дрейссены начинается при прогреве воды до 16 °С, а наилучший рост и развитие происходят при температуре 21...25°С. В южных областях нашей страны в динамике численности личинок моллюсков имеется два пика, приходящихся на первую декаду июля и третью декаду августа. Продолжительность жизни дрейссены 5...6 лет. Размещая водоприемные окна на разных глубинах и маневрируя их работу по сезонам года, можно уменьшить попадание дрейссены в водоприемные устройства.
Доступным и эффективным средством предупреждения обрастания является предварительное хлорирование воды с вводом хлора перед водоприемными отверстиями. Дозы хлора устанавливают в зависимости от видов гидробионтов, преобладающих в той или иной географической зоне. Обрастание водозаборных сооружений, как показывает опыт, предотвращается уже при остаточном содержании хлора в воде до 0,3 мг/л [32]. Надо отметить, что предварительное хлорирование воды на водозаборах может иметь многоцелевое назначение: борьба с гидробионтами, улучшение качества воды, рыбозащита.
Когда предотвратить попадание и развитие дрейссены в водозаборных сооружениях не удается, принимают меры по ее удалению. В этом случае применительно к водозаборам хозяйственно-питьевого водоснабжения хлорирование воды пока остается наиболее надежным и доступным средством. Хлорирование с оптимальной периодичностью обеспечивает умертвление моллюсков на определенной стадии их развития, потерю связи с предметами и последующее удаление из системы смывом. Проводят это мероприятие в теплое время года в периоды максимального развития дрейссены, не допуская вырастания моллюска более 2...3 мм (практически 2...3 раза в год), Личинки дрейссены погибают при воздействии на них в течение 8 ч дозы хлора 0,5...1,5 мг/л. Радикальное действие, как показывает опыт Северной водопроводной станции Москвы, достигается при дозе хлора до 5 мг/л и продолжительности воздействия не менее 7 сут.
Хлор вводят перед водоприемными окнами в 60 — 40 см от сороудерживающих решеток. Содержание хлора после насосов I подъема должно быть около 2 мг/л. Разумеется, при этом должны быть приняты меры предосторожности, предотвращающие попадание хлора в источник и отравление рыб. При периодическом хлорировании отмирающая масса дрейссены в большом количестве попадает в водоприемные камеры насосных станций I подъема и на очистные сооружения,, забивая прежде всего распределительные системы камер хлопье-образования и вызывая осложнения в водоснабжении. Опыт московского водопровода доказывает целесообразность непрерывного хлорирования воды на протяжении теплого времени года (вторая половина мая начало октября) дозами хлора 3...5 мг/л. Если это невозможно, то рекомендуется применять периодическое хлорирование. На рис. 29 приведена технологическая схема хлорирования воды на водозаборе [3].
Хлорирование как средство борьбы с обрастанием лучше сочетать с общесанитарной обработкой (дезинфекцией) воды, для чего на водозаборах монтируют стационарные хлораторные установки. Если же санитарными нормами не требуется предварительное хлорирование воды, для борьбы с обрастаниями целесообразно использовать передвижные хлораторные установки.
Рис. 29. Схема хлорирования воды на водозаборе
1 — бочки с хлором; 2 — танк-ис-паритель; 3 — ротаметр; 4 — напорный трубопровод от водопровода; 5 — эжектор; 6 — шланг для подачи хлорной воды; 7 — футляр из трубы; 8 — водоприемный оголовок
Из других способов борьбы с биообрастаниями водозаборов применяют купоросование воды, нанесение на поверхность конструкций специальных красок и иных покрытий и др. Однако далеко не все из них применимы в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения. На ряде водозаборов, особенно на Волге, при угрожающем зарастании сороудерживающих решеток ракушкой водолазы очищают их скребками или заменяют.
Для удаления дрейссены из трубопроводов применимы также общеизвестные методы и средства, используемые в эксплуатации водопроводных сетей. Опыт эксплуатации подтверждает, что воздействие дрейссены на водозаборы нельзя устранить каким-либо одним методом, в тех или иных условиях требуется проверка практикой комплексных мер: хлорирование, микрофильтрование, покраска конструкций, механическая прочистка и др.
Достарыңызбен бөлісу: |