ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОЙ РАБОТЫ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОЙ РАБОТЫ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

И. И. Павлинова* О. Л. Банцерова** Л. И. Хохлова ***

* АО «МосводоканалНИИпроект», г. Москва

** Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), г. Москва

*** Государственный университет по землеустройству» (ГУЗ), г. Москва

Аннотация

Рассмотрены варианты обеспечения надежности работы водозаборных сооружений из поверхностных источников. Было выяснено, что осложнения в работе водозаборных сооружений возникают из-за воздействия на водозаборное сооружение дрейссены — гидробионта, обитающего в поверхностных водоисточниках. Дрейссена способна при попадании в водозаборное сооружение вызывать сильное зарастание его важных элементов, в том числе и полностью перекрывать сечение самотечных и всасывающих трубопроводов. Рассмотрены особенности жизнедеятельности дрейссены. Выяснено, что активная фаза размножения и развития гидробионта происходит при температуре воды 21 - 25 °С. Рассмотрены оптимальные методы борьбы с дрейссеной, которые должны проводиться с определенной периодичностью в строгом соответствии с регламентом эксплуатации. Данные решения также позволяют значительно снизить перерасход электрической энергии и сократить эксплуатационные расходы.

Ключевые слова

водоснабжение, водозаборное сооружение, гидробионт, насосная станция, самотечные трубопроводы, эксплуатация, водоприемные окна

Дата поступления в редакцию

27.01.2023

Дата принятия к печати

30.01.2023

Водозаборные сооружения из поверхностных источников являются важным элементом в технологической схеме организации водоснабжения городов и населенных пунктов [1 - 2]. В отличие от других элементов системы они испытывают в больших объемах влияние различных природных факторов, которые в некоторых случаях бывают очень специфичными. Это требует проведение дополнительных и продолжительных наблюдений, а также исследований конкретного водного объекта, на котором планируется возведение водозаборного узла.

Разноплановые природные факторы, влияющие на захват воды из поверхностного источника, также могут приводить к снижению объёма забираемой воды, а в некоторых случаях способны вызвать полную остановку всей системы водоснабжения из-за выхода водозабора из работы [3]. Таким образом, возникает необходимость в выявлении опасных природных факторов и предложении определенных решений, которые позволят обеспечить бесперебойность работы водозаборных сооружений.

Некоторые виды гидробионтов, например, моллюски дрейссены, способны осложнять работу водозаборного сооружения из поверхностного источника, вызывая солидное обрастание таких элементов, как водоприемные окна, самотечные, сифонные, всасывающие и напорные трубопроводы [4 - 5]. Это приводит к тому, что увеличиваются потери напора, что может приводить к выходу из работы насосных станций.

Тело дрейссены представлено раковиной, имеющей треугольную форму, поверх которой расположены коричневые полосы. В большинстве случаев данные гидробионты перемещаются под влиянием потока воды. Кроме того, большой рост их популяции приводит к выделению огромных объемов фекалий в поверхностный источник. По этой причине увеличивается количество азота и фосфора, что приводит к развитию водорослей, колонии которых ухудшают качество воды в водном объекте.

Колонии дрейссены достаточно часто можно встретить на подводных частях насосных станций. Также их замечают на оголовках, трубопроводах, а также на сетках и решетках насосных станций.

Слой быстро формирующихся дрейссен может быть значителен. Например, было зафиксировано, что в некоторых случаях он достигал до 8 - 10 см по высоте, а масса обрастаний доходила до 8 кг/м2. При таких солидных объемах увеличивается растрата электрической энергии на подачу воды. Следует сказать, что борьбу с дрейссеной важно вести не только как направление по обеспечении надежности забора и подачи воды, но и как меру, которая позволит снизить затраты на электрическую энергию.

По опыту эксплуатации микрофильтров и скорых фильтров, были зафиксированы случаи попадания дрейссены в них, что в дальнейшем приводило к осложнению в работе всей станции водо-подготовки. Таким образом, важной задачей становится именно борьба с дрейссеной уже на входе в водозаборное сооружение.

Сложности в работе водозаборных сооружений, которые были основаны на воздействии дрейс-сены, были зафиксированы во многих городах нашей страны. Известны случаи, при которых значительно уменьшалось проходное сечение трубопроводов, а в некоторых примерах при полном игнорировании методов борьбы с этими гидробионтами наблюдались случаи полного зарастания сечения трубопроводов с дальнейшим выходом водозаборного сооружения из строя.

Важное и правильное решение по борьбе с дрейссеной — это четкое выполнение предупредительных мер. Для этого следует изучить особенность жизнедеятельности гидробионтов.

В большинстве водных объектов дрейссена обитает на глубине от 5 до 20 метров, в некоторых мелководных объектах ее можно встретить и на глубине от 2 до 5 метров. На основании наблюдений за дрейссеной было выяснено, что оптимальной температурой, при которой не происходит ее размножение, является интервал от 4 до 8 °С. Начало размножения гидробионтов начинается при достижении температуры воды интервала в 16 - 18 °С, а пик этого процесса активно поддерживается при температуре в 21 - 25 °С. Таким образом, в средней полосе нашей страны интервал активного размножения приходится на летние месяцы (в основном июль и август). Таким образом, прекрасно понимая начальную фазу размножения гидробионта, следует формировать корпус водоприемного сеточного колодца с окнами, находящимися на разных ярусах, которые при необходимости можно будет принудительно перекрывать. Это позволит избежать попадания дрейссены через нижние ярусы (при их нахождении у дна водного объекта) в приемную секцию водозаборного сооружения.

03

г

м О

-I

м

Э СО

<

со О

с; х о

X I

а о

X ю . га

5 8

< и

ш .0

?5

& (О ш л

и а

X >5

< о ш I

. »5

с о ^ ю

о ш

0 а

* <и

< с ш и

° £

1

ш щ

< т

= 2 и а

■ ю

5 О

Также одним из действенных и доступных способов защиты от дрейссены будет являться предварительное хлорирование воды перед водоприемными отверстиями. Дозу хлора подбирают индивидуально в зависимости от вида дрейссены, обитающей в водном объекте. Продолжительное воздействие хлора на дрейссену приводит к ее гибели. Таким образом, она не прикрепляется к стенкам оборудования и трубопроводам. Целесообразно осуществлять данную процедуру в период активного размножения гидробионтов. Оптимальная доза хлора составляет от 4 до 5 мг/л при воздействии на гидробионтов в течении одной недели. В некоторых случаях целесообразно осуществлять постоянное хлорирование в пик размножения дрейссены дозами хлора в интервале от 3 до 4 мг/л. Дозу хлора следует вводить на расстоянии не менее 50 см от водоприемных окон, чтобы предотвратить подсос большого количества омертвевших гидробионтов в тело водоприемного колодца. При этом целесообразно осуществлять принудительное удаление погибшей дрейссены из приемных секций.

Для проведения вышеперечисленных действий применяют хлораторные установки периодического или постоянного действия.

В некоторых случаях возможно использовать специальные скребки, которыми бригады водолазов периодически вручную очищают элементы водозаборных сооружений от массы гидро-бионтов.

На водозаборных сооружениях производственного назначения достаточно часто для борьбы с дрейссеной используют обработку воды медным купоросом. Применение некоторых видов специальных красок и покрытий не позволяют гидробионтам прицепляться к внутренним и наружным элементам водозаборных сооружений.

В некоторых случаях используют для удаления дрейссены со внутренней поверхности трубопроводов специальные методы, применяемые при эксплуатации водопроводных сетей (например, механическая прочистка трубопроводов), описанные в специальной литературе на эту тему.

На каждом водном объекте целесообразно применять тот или иной метод после проведения исследований и особенностей размещения и обитания данных гидробионтов.

Применение вышеперечисленных методов в соответствии со строгим регламентом эксплуатации позволит значительно увеличить надежность работы водозаборных сооружений из поверхностных источников.

Библиографический список

1. Николадзе Г. И., Сомов М. А. Водоснабжение. М., Стройиздат, 1995. 688 с.

2. Викулин П. Д. Реконструкция и увеличение производительности водозаборных сооружений из поверхностных источников // Системные технологии. 2021. № 38 (1). С. 50 - 53.

3. Андрианов А. П., Ефремов Р. В., Хургин Р. Е. Проблемы современного водоснабжения // Системные технологии. 2022. № 3 (44). С. 5 - 13.

4. Горбачева М. П., Дасаева З. З. Анализ современных технологий по очистке воды на водозаборных сооружениях // Проблемы и перспективы развития строительства, теплогазоснабжения и энергообеспечения. Материалы VIII Национальной конференции с международным участием. Под редакцией Ф.К. Абдразакова. 2018. С. 106 - 108.

5. Хецуриани Е. Д., Хецуриани Т. Е., Хецуриани Е. Д., Репченко Д. Ю. Эксплуатация водозаборных сооружений в суровых климатических условиях // Приоритетные задачи и стратегии

развития сельскохозяйственных наук. сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. 2016. С. 17 - 19.

ENSURING UNINTERRUPTED OPERATION OF WATER INTAKE FACILITIES FROM SURFACE SOURCES

I. I. Pavlinova* O. L. Bancerova** L. I. Hohlova ***

* JSC "MosvodokanalNIIproekt", Moscow

** Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), Moscow *** State University Of Land Use Planning (SULUP), Moscow

Abstract

Options for ensuring the reliability of water intake structures from surface sources are considered. It was found out that complications in the operation of water intake structures arise due to the impact on the water intake structure of the dreissen, a hydrobiont living in surface water sources. Dreissen is capable of causing severe overgrowth of its important elements when entering the intake structure, including completely blocking the cross-section of gravity and suction pipelines. The features of Dreissena's vital activity are considered. It was found out that the active phase of reproduction and development of the hydrobiont occurs at a water temperature of 21-25 ° C. The optimal methods of combating dreissen are considered, which should be carried out with a certain frequency in strict accordance with the operating regulations. These solutions also make the overspending of electrical energy and reduce operating costs.

The Keywords

water supply, water intake structure, hydrobiont, pumping station, gravity pipelines, operation, water intake windows

Date of receipt in edition

27.01.2023

Date of acceptance for printing

30.01.2023

it possible to significantly reduce

Ссылка для цитирования:

И. И. Павлинова, О. Л. Банцерова, Л. И. Хохлова. Обеспечение бесперебойной работы водозаборных сооружений из поверхностных источников. — Системные технологии. — 2023. — № 1 (46). — С. 72 - 75.

О

ей

1-

и

J3

с;

ш

1-

S

О

CL

1-

и 5

О

Z

М

О

-1

М

Э

СО

< a

ей J

О X

q

X о i а о

X Ю

а га

S m о

с; о

< и

<

со

о н о

а ю

ш га

U а

X >s

< о

ш i

>s

с; о ю

о <и а

и

< с

со и

о X <и ю

S <и S

с; I

со <и

< т

с <и с

■ и

S <и

a ю

s о