Сифонные и самотечные линии
Чтобы обеспечить надежную бесперебойную подачу воды в водопроводные системы необходимо дублирование всех основных элементов водоприемных сооружений. Это является причиной того, что водовод, соединяющий береговой колодец с приемным оголовком должен состоять не менее чем из двух линий (а также и секций). Заданный расход воды и расчетное значение скорости ее подачи определяют диаметр труб самотечных линий.
Создание напорного давления при работе насосов вызывает снижение уровня воды ниже речного уровня в приемном отделении берегового колодца на высоту водяного столба, равное потерям напора, которые вызваны гидравлическим сопротивлением движению воды в самотечных линиях. Причем потери напора прямо пропорциональны скорости движения водяного потока по самотечным линиям.
Для уменьшения потерь напора, и как следствие, излишнего заглубления берегового колодца следует ограничить скорость движения воды в самотечных линиях. Но при этом нельзя принимать расчетную скорость слишком малой, для избегания обильного выпадения осадков взвеси в трубах.
Расчетная скорость движения воды по самотечным линиям русловых водоприемников, согласно действующих строительных норм составляет 0,7-1,5 м/с при работе сооружения в нормальном режиме (т.е. при всех включенных линиях и заборе расчетного объема воды). Увеличивать значения скорости следует при увеличении расчетного расхода, относительно небольшой длине самой линии, и высоком содержании взвесей.
Следует производить расчет на незаиляемость самотечных линий при известных характеристиках водных взвесей, присутствующих в забираемой воде, расчетном диаметре труб и скорости водного потока.
Необходимо воздерживаться при укладке самотечных линий, от каких либо изгибов в вертикальной плоскости и в плане. Повороты могут располагаться в горизонтальной плоскости или иметь прямой и обратный уклон.
При устройстве самотечных линий применяются железобетонные или стальные трубы. Самотечные трубы при прохождении русла реки следует укладывать в специальную траншею (расположенную ниже уровня дна реки). Участок трубы, расположенный в районе оголовка должен располагаться на достаточно прочном основании.
Уложенные по всей длине на дне реки самотечные линии, а также их обсыпка создают донную полузапруду, которая вызывает локальное ускорение водных потоков и вероятность подмыва основания оголовка. Из-за этого, если есть необходимость прокладки линии на дне, необходимо максимально тщательно обустраивать основание под ними, и надежное крепление самих труб.
Как привило, все попытки создания такого режима работы самотечных линий, при котором отсутствует их заиление, не могут обеспечить полного отсутствия взвешенных осаждений в трубах. Результатом осаждения взвесей является постепенное заиление труб и необходимость периодической их чистки. Наиболее востребованным способом очистки самотечных линий является подача в них обратного потока воды.
Для промывки, загрязненная самотечная линия отключается и от напорных водоводов в нее подается вода. Для сохранения работоспособности всей системы в это время водоснабжение осуществляется по второй самотечной линии (или по всем остальным, если их всего больше двух).
Рис. 1.
1 - самотечная линия; 2 - обводная линия; 3 - напорный водовод.
Устройство коммутации воды между рабочими водоводами, позволяющее выполнять промывку, показано схематически на рис. 1. При этом вода, предназначенная для промывки трубы, доставляется по обводной трубе (пунктирная линия) от напорного водовода к самотечной линии. Для этого задвижки а и б закрываются, а задвижки в и г открываются.
Чтобы достичь требуемой эффективности промывки трубы, нужно добиться в самотечной линии таких скоростей водного потока, которые могут обеспечить активное взмучивание отложенного в трубах осадка и его дальнейший вынос наружу.
Для обеспечения необходимых скоростей промывки часто требуется подача в самотечную линию такого расхода воды, который намного превосходит ее обычную производительность. Этого возможно достичь включением нескольких насосов на работу в одну линию, или обратной подачей водяного потока из напорного водовода, при условии, что вода подается из бака, расположенного достаточно высоко.
Применение в системах водоснабжения сифонных линий (применяемых иногда вместо самотечных), что немаловажно при строительстве водоводов в твердых и сильно водоносных породах, дает возможность уменьшить глубину заложения труб. Устройство сифонной линии должно вестись с подъемом в направлении берегового колодца.
В наивысшей, переломной точке сифонной трубы (береговой колодец) следует предусмотреть возможность спуска воздуха, и для перезаряда сифона, и для эксплуатационных процессов. Для выполнения этих операций здесь должен быть расположен вакуум-котел с подсоединенной трубой от вакуум-насоса, расположенного в здании насосной станции.
