ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ МАЛЫХ ВОДОТОКОВ 6
1.1 Перемерзающие водотоки 6
1.2 Пересыхающие водотоки 16
1.3 Малые водотоки с родниковым питанием (европейская часть РФ) .. 21
1.4 Выводы по 1 главе 26
ГЛАВА 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ- ОСОБЕННОСТИ
ВОДОПРИЕМНИКОВ ИЗ МАЛЫХ ВОДОТОКОВ 27
2.1 Опыт исследований, проектирования, строительства и эксплуатации
водозаборов на Севере РФ 27
2.2 Конструкции водозаборов с фильтрующим водоприемом 39
2.3 Выбор технологических параметров водоприемников на примерах водотоков с низким минимальным горизонтом воды в Самарской области
2.4 Выводы по 2 главе 60
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ ВОДОПРИЕМНИКОВ ИЗ МАЛЫХ ВОДОТОКОВ 61
3.1 Разработка технологической схемы и конструкции фильтрующего
водозабора из водотоков с низким минимальным горизонтом воды 61
3.2 Разработка инфильтрационного водозабора из малых водотоков 67
3.3 Выводы по 3 главе 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 75
Актуальность работы: Большинство малых населенных пунктов расположены на берегах малых рек и временных (сезонных) водотоков. Некоторые из малых водотоков отвечают нормативным требованиям по качеству воды и пригодны для использования в водоснабжении населенного пункта.
Подача воды осуществляются с помощью водозаборно-очистных сооружений. Прежде чем начинать строительство водозаборных сооружений, необходимо для начала изучить их гидрологические, геоморфологические, гидрогеологические и инженерно-геологические условия и проследить за характером изменчивости на таких водотоках, так как некоторые параметры могут резко изменяться в разные сезоны и годы, что осложнит задачи проектировщикам и строителям.
Бесплотинный водоприем из малых, сезонно действующих водотоков (перемерзающих, пересыхающих, сильно меандрирующих, многорукавных, большим колебанием уровня и пр.) - наиболее приемлемая и эффективная альтернатива дорогостоящим водозаборам с приплотинными водохранилищами. Для подобных водоисточников характерны значительные колебания уровней воды в различные периоды года, что в свою очередь накладывает дополнительные требования к проектируемым на них водозаборам. Исходя из наибольшей вероятности водоотбора из таких водоисточников для большинства водопотребителей РФ актуальна необходимость выработки приемов и сооружений отбора сравнительно небольших (300...1000 м3/сутки) расходов. М.Н. Черепашинский, А.А.Сурин, Н.В. Ереснов и др. указывали на сложность водообеспечения многочисленных мелких объектов, не имеющих ресурсов для создания централизованных систем водоснабжения, санитарнонадежных и технически современных. Решение этой задачи может идти за счет применения водозаборно-очистных комплексов приспособленных к режиму водотоков.
Объект исследования: водозаборные сооружения.
Предмет исследования: водозаборно-очистные сооружения из малых водотоков.
Целью работы является исследование и разработка конструкций водозаборно-очистных сооружений для малых водотоков.
Для реализации цели поставлены следующие научно-технические задачи:
1) Анализ особенностей малых водотоков (перемерзающих, пересыхающих, сильно меандрирующих, многорукавных, с большим колебанием уровня и пр.) при использовании их на нужды хозяйственно-питьевого водоснабжения малых населенных пунктов.
2) Анализ типов и конструкций водозаборов из малых водотоков в различных регионах РФ.
3) Разработка технологических схем водозаборно-очистных сооружений из малых водотоков.
Практическая значимость работы заключается в том, что предлагаемые технологические схемы фильтрующих и инфильтрационно- фильтрующих водозаборов позволят осуществлять отбор воды при любых условиях и уровнях воды в водоисточнике.
Личный вклад автора состоит в обосновании темы, цели, задач и разработке технологических схем водозаборно-очистных сооружений из малых водотоков при различных гидрологических условиях на малых водотоках.
На защиту выносятся: технологические схемы фильтрующих и инфильтрационно-фильтрующих водозаборно-очистных сооружений из водоисточников с низким минимальным горизонтом воды.
Апробация работы. Результаты работы представлены в сборниках трудов:
XV-ой Международной научно-практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (г. Пенза, МНИЦ ПГАУ, 2017).
XX-ой Международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного благоустройства и экологии» (г.Пенза, МНИЦ ПГАУ, 2018).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общих выводов, библиографии из 73 наименований. Общий объем работы 81 - стр., включая 27 иллюстрацию и 3 таблицы.
1. Выбор типа и конструкции водозаборных сооружений для водотоков с различными гидрогеологическими условиями следует выполнять с учетом изменений режимов, условий и различных факторов (шуга, перемерзание, падение уровня и пр.). При водоприеме из перемерзающих и пересыхающих водотоков требуется детальное изучение гидрогеолоческих параметров водоисточника.
2. Для реализации водоприема из водоисточников с низким минимальным горизонтом воды конструктивные особенности водоприемников должны учитывать гидрогеологические условия и расположение водоприемного фронта должно быть близко или на уровне дна, а также под руслом водотока.
3. Исходя из опыта работы и эксплуатации водозаборов из малых водотоков на Севере РФ наиболее приемлемые для них являются инфильтрационно-фильтрующие дрены, галереи расположенные под уровнем водотока.
4. Предложенные технологические схемы и конструкции фильтрующего и инфильтрационного водозаборов из водотоков с низким минимальным горизонтом воды, позволят забирать воду при сложных гидрогеологических и климатических условиях.
5. Использование в качестве водосборных дрен водоприемников спирально-навитых фильтрующих элементов «ТЭКО-СЛОТ» или щелевых фильтров из нПВХ с напылением ПВДэ позволят эффективно отбирать воду из водотоков с низким минимальным горизонтом воды.
6. Разработана схема и конструкция инфильтрационного водозабора из малых водотоков для совместного отбора поверхностного и подруслового потока.
7. Инфильтрационный водоприем является наиболее эффективным элементом, повышающим качество отбираемой воды.
