Источники водоснабжения и водозаборные сооружения

Система водоснабжения — комплекс мероприятий, включающий забор воды из источников, подъем на высоту, очистку, хранение, подачу и потребление.

Состав машин и инженерных сооружений зависит в основном от источника водоснабжения и требований, предъявляемых к качеству потребляемой воды.

Схема водоснабжения — технологическая линия, связывающая в той или иной последовательности водопроводные сооружения, предназначенные для добывания, перекачки, улучшения качества транспортирования воды к пунктам её потребления.

В зависимости от конкретных условий (рельефа местности, мощности источника водоснабжения, надежности электроснабжения и др.), схемы водоснабжения могут быть с одним или с двумя подъемами воды (рис. 13.1), с хранением регулируемой емкости воды в водонапорных башнях или подземных резервуарах, с подачей противопожарного запаса воды непосредственно из источника воды и пр.

Источники водоснабжения могут быть поверхностными (реки, озера, водохранилища и др.) и подземными (родниковые, грунтовые и межпластовые воды).

Рис. 13.1. Схема механизированного водоснабжения:

1 — источник воды; 2 — водозаборное сооружение; 3 — насосная станция первого подъема воды; 4 — очистное сооружение; 5 — резервуар для чистой воды; 6 — насосная станция второго подъема; 7 — напорное сооружение; 8 — внутренний водопровод; 9 — водораздаточное устройство; 10 — внешний водопровод

При выборе источника централизованного водоснабжения предпочтение отдается подземным водам по сравнению с поверхностными. Это объясняется повсеместным распространением подземных вод и возможностью использования их без очистки. Поверхностные воды применяются реже, так как они более подвержены загрязнению и перед подачей потребителю нуждаются в специальной очистке.

Подземные воды в зависимости от условий их залегания разделяют на грунтовые и межпластовые (рис. 13.2).

Грунтовые подземные воды залегают на первом от поверхности земли водонепроницаемом слое, практически не защищены от загрязнения и имеют резкие колебания дебита. Малые запасы грунтовых вод и их санитарная ненадежность делают их непригодными для использования в качестве источников центрального водоснабжения.

Межпластовые (напорные и безнапорные) подземные воды отличаются высоким качеством, особенно в бактериальном отношении. Они расположены в водоносных слоях, имеющих одно или несколько водоупорных перекрытий. Обычно эти воды залегают на значительных глубинах и, фильтруясь через почву, освобождаются от бактериальных загрязнений, а также от взвешенных веществ. Межпластовые воды, как правило, подают на ферму без очистки.

Рис. 13.3. Водозаборные сооружения:

а — шахтный колодец (1 — водоприемная часть; 2 — ствол и шахта; 3 — вентиляционная труба; 4 — оголовок; 5 — глиняный замок); б — буровая скважина (1 — устье; 2 — эксплуатационная колонна; 3 — фильтр; 4 — отстойник)

Буровые (трубчатые) колодцы (рис. 13.3, б) устанавливают для забора воды из обильных водоносных пластов, залегающих на большой глубине (50-150 м). Скважина состоит из устья 1, эксплуатационной колонны 2, фильтра 3, отстойника 4.

Насосы и ВУ

Насосные станции и напорнорегулирующие сооружения
В зависимости от принятой схемы водоснабжения, наличия резервных емкостей, перспектив расширения водопотребления используют различные типы насосных станций.
Напорнорегулирующие сооружения служат для создания напора, хранения запасов и регулирования подачи воды в водонапорную сеть.
На животноводческих фермах применяют два вида напорнорегулирующих сооружений: водонапорные башни и воздушно-водяные котлы (безбашенные водокачки). Использование их позволяет в значительной степени снизить затраты труда на обслуживание насосных установок.
Водонапорные установки сооружаются вблизи от потребителей воды и служат для создания напора в разводящей сети и хранения запаса воды. Водонапорная установка состоит из напорного бака, несущей конструкции и трубопроводов. Емкость напорного бака определяется по часовому графику работы насосной станции. В сельскохозяйственном водоснабжении емкость напорного бака принимают равной 15 – 20% суточного расхода воды. На фермах больше распространены баки емкостью 10 – 25 м³ и реже — 40 – 50 м³.

В сельском хозяйстве часто применяют металлические водонапорные установки сборно-блочной конструкции. Установку доставляют на место монтажа в виде отдельных узлов: водонапорного бака,
металлических опор, состоящих из отдельных панелей, трубопроводов и железобетонных фундаментных башмаков. Установка собирается полностью в горизонтальном положении и поднимается на подготовленный фундамент специальными приспособлениями при помощи трактора или лебедки.
Автоматические башенные установки состоят из башни, насосной установки и электродвигателя, который автоматически включается в работу или отключается в зависимости от уровня воды в баке башни. Для подъема воды в водонапорный бак используют погружные, центробежные и водоструйные насосы, На рисунке 8 изображена схема оборудования водонапорной установки с поплавковым реле,

Рис. 8. Схема оборудования башенной водокачки поплавковым реле для автоматического управления:
1 — насосный агрегат; 2 — электромагнитный пускатель; 3, 4 — упоры на шнуре поплавка; 5 — реле; 6 — поплавок: 7 — напорный резервуар; 8 — поплавковое реле

В водонапорном резервуаре находится поплавок, подвешенный на шнуре через блоки. На шнуре укреплено два упора — 3 и 4, которые при перемещении поплавка вверх или вниз могут опускать или поднимать конец рычага реле 5. При наполнении резервуара упор 4 опускает рычаг реле и размыкает электрическую цепь электромагнитного пускателя, который выключает электродвигатель насоса. Вода из резервуара расходуется до определенного уровня, затем упор 3 шнура поплавка поднимает рычаг реле и тем самым замыкает цепь пускателя.В насосных установках, забирающих воду из шахтных колодцев, можно также применять поплавковое реле. Оно позволяет автоматически останавливать насос при снижении уровня воды в колодце ниже допустимого и тем самым предупреждать работу насоса вхолостую. Поплавковые датчики рекомендуется применять лишь в тех случаях, когда можно не опасаться замерзания воды в башнях.
Аппаратура для автоматического управления насосами АВВ-КД.
Для автоматического управления центробежными, плавающими и погружными электронасосами, а также водоструйными установками для подачи воды в водонапорные башни используется специальная аппаратура (рис. 9). Она автоматически включает электродвигатель насоса в зависимости от уровня воды в баке водонапорной башни. Аппаратура защищает электродвигатель от технологических перегрузок к коротких замыканий.Комплект АБВ-КД выполняют для электродвигателей 2, 4, 5, 7 и 10 квт с напряжением в сети 380/22G в. В комплект входят: станция управления, пост управления и беспоплавковый контактный датчик уровня воды в баке.
Принципиальная схема контактного датчика АБВ-КД автоматизации водокачек всех видов водонапорных башен и баков показана на рисунке 9. Аппаратура подвешена в водонапорном баке, ее две пары параллельных пластин образуют электрические контакты. Верхняя пара контактов КВУ контролирует верхний уровень воды в баке, а нижняя пара КНУ — нижний. Разность регулируемого уровня 0,5 м, что обеспечивает постоянное заполнение бака.
Включение и отключение электродвигателя насоса и заполнение водонапорного бака происходит следующим образом. При разборе воды уровень в водонапорном баке понижается, достигает контакта нижнего уровня КНУ и освобождает его от воды, в результате реле поста управления занимает положение, при котором происходит включение электродвигателя, и насос заполняет бак водой. При подъеме воды до контакта верхнего уровня КВУ пластины замыкаются, реле поста управления подает сигнал станции управления на отключение электродвигателя, и насос прекращает подъем воды в бак.

.