Водоснабдяване: видове, класификация, експлоатационни правила, изисквания за безопасност

Използването на водните ресурси винаги е било едно от основните условия за поддържане на човешкия живот. Необходимостта от тях се обуславя не само от нуждите от пиене, но и от икономически, а днес все повече промишлени задачи. Регулирането на използването на водните източници се осигурява от хидротехнически съоръжения, които имат различни форми и функционално съдържание.

Обща информация за хидротехниката

В общ смисъл, хидравличен обект може да бъде представен като всяка функционална структура или структура, която по някакъв начин взаимодейства с вода. Тя може да бъде не само изкуствени инженерни системи, но и естествени регулатори, първоначално създадени от природата, но по-късно експлоатирани от хората. Какви са задачите, изпълнявани от съвременните съоръжения на хидротехническите съоръжения? Основните могат да бъдат представени, както следва:

• Конструкции, предназначени за използване на водни ресурси. По правило това са обекти с водоснабдителни комуникации и оборудване.
• Водозащитни съоръжения. Комплекси, в инфраструктурата на които могат да бъдат изпълнени няколко задачи. Най-често срещаните за такива обекти са ограниченията върху използването и въздействието върху хидроложката среда, за да се предотвратят вредните въздействия върху нея.
• Промишлени сгради. Инженерни системи, в които циркулацията на водата може да се използва като енергиен източник.

Разбира се, това е само част от функциите, които изпълнява хидравличното инженерство. Това рядко се случва, когато една или две задачи са възложени на такива съоръжения. Обикновено големите комплекси поддържат няколко работни процеси едновременно, сред които опазване на околната среда, защита, регулиране и др.

Основни и малки хидротехнически съоръжения

За начало е целесъобразно да се определи основната класификация, в която има постоянни типове хидротехнически съоръжения и временни. Според стандартите първата група включва големи и второстепенни обекти. Що се отнася до основните структури, те се разбират като техническа инфраструктура, чието унищожаване или увреждане може да доведе до прекратяване на нормалното функциониране на икономиката, обслужвано с помощта на хидравлични ресурси. Това може да бъде спирането на водоснабдителната система на напоителната система, спирането на електроцентралите, намаляването на корабоплаването и др. Важно е да се има предвид, че енергията на хидрологичните турбини може да обслужва цели предприятия (морски, кораборемонт, отопление). Съответно спирането на снабдяването с вода ще наруши работата на такива обекти.

Категорията на второстепенните съоръжения включва хидротехническо строителство, чието унищожаване или повреждане не води до посочените по-горе последици. Например, ако основните хидротехнически структури снабдяват предприятията с производствени ресурси, незначителните могат да участват в регулирането на този процес, без да оказват значително влияние върху резултата.

Заслужава да се спомене и особеностите на временните структури, които се използват по време на периоди на ремонтни дейности. Ако в същото основно водоснабдително съоръжение е настъпило понижаване на налягането, например, екипажът на услугата с проектанта ще трябва да създаде технически условия за отстраняване на проблема. Решението на този проблем може да бъде организирането на работата на временния воден комплекс.

Класификация по начина на взаимодействие с ресурса

Същата задача може да бъде изпълнена по различни начини. Както вече беше отбелязано, един комплекс е способен да поддържа няколко функционални процеса, но принципно е, че се различават условията за взаимодействие с водно тяло или отток и съответно с характера на изпълнение на дадена функция. Според тези знаци се разграничават следните структури:

• Задържане на вода. Предназначен е за блокиране на водното течение, ограден резервоар или езерце поради приемането на водно налягане. При оценката на водното течение се отбелязва нивото над станцията, поддържаща водата (нагоре) и под него. Разликата между тези нива се нарича натиск върху хидроложката структура.
• Многофункционални станции за рекултивация. Това могат да бъдат водоизточници, шлюзове, язовири и водни сепаратори. Вътре в тази група се предвижда и класификация на хидравличните конструкции, в съответствие с които се прави разлика между взаимовръзките и блокиращите комплекси.
• Течаща вода. Обикновено мрежовата инфраструктура се формира от канали, тунели, тръбопроводи, тави за пренасяне на вода. Тяхната задача е проста - да доставят ресурса от събирателния пункт до водохранилището или крайното място за използване на водата.
• Водоприемник. Съберете ресурс от същите дискове за транспортиране до потребителите.
• Преливник. За разлика от съоръженията за всмукване, такива станции само отстраняват излишната вода. Тези обекти включват дълбоки преливници, отводнителни канали, водни пътища и др.
• Регулиране. Те контролират взаимодействието на потока с канала, предотвратявайки изтичането на вода отвъд оградата, ерозията и отлагането.

Опасни хидравлични съоръжения

Тази група от структури може да включва представители на всички хидравлични обекти, независимо от целта. Една опасна станция може да се дължи на висок риск от злополука, състояние без надзор, в рискова зона поради влиянието на външни фактори и др. За всеки регион се провежда цялостен одит с идентифициране на заплашителни обекти. Хидротехническите структури се считат за опасни след извършване на следните процедури:

• Морфометричните характеристики на обекта са идентифицирани и прецизирани.
• Определя се техническото състояние на конструкцията и степента на нейната безопасност.
• Определя се потенциалното количество вреда, което може да възникне в случай на произшествие (например след унищожаване на тялото на язовира).
• Районът е зониращ около обекта с площ, която ще зависи от степента на риск и заплаха от специфичната структура.

След като обектът е признат за опасен, неговото наблюдение се организира и се извършва график за поддръжка, ремонт и възстановителни работи, за да се елиминира или сведе до минимум заплахата.

Общи и специални хидравлични обекти

Общи структури се приемат като по-голямата част от хидротехническите обекти, свързани с регулаторни, водопроводими, водоприемни и водопреносни станции. Те са обединени от един принцип на изпълнение на техните функции, които могат да бъдат технологично приложени към различни работни условия.

От своя страна, специални обекти на хидротехническото оборудване са предназначени за използване в тесни зони, където е необходимо да се вземат предвид спецификите на използването на оборудването. Това се отнася до нюансите на дизайна, изискванията за строителството, както и директното управление на хидравличните конструкции. Примери за такива съоръжения са добре демонстрирани от инфраструктурата на водния транспорт:

• Доставка на ключалки
• Съоръжения за обслужване на морско оборудване.
• Круизни кораби и пристанища.
• Lesospuski.
• Корабни повдигачи.
• Елинг.
• Docks.
• Вълноломи и др.

В рибарството се използват рибни басейни, рибни асансьори и рибни проходи. В социалната и развлекателната инфраструктура те могат да бъдат водни паркове с басейни и аквариуми. Във всеки случай, мерките за обслужване ще имат свои специфики, които се вземат предвид дори на етапа на разработване на проекта. Въпреки това, техническата задача за изграждане на хидротехнически съоръжения трябва да се разглежда отделно.

Проектиране на хидравлични обекти

Структурата на проектната документация включва технически изчисления на конструкциите, характеристиките на използваното оборудване, както и резултатите от полевите наблюдения на работните условия на бъдещата структура за навременно откриване на неблагоприятни процеси и поява на възможни дефекти. Околната среда трябва да бъде оценена изчерпателно и изчерпателно, за да се предвиди и евентуално да се предотврати заплахата от инциденти.

По-специално, проектът за хидротехнически съоръжения включва следните данни:

• Списък на диагностичните и контролираните показатели на обекта и неговите основи, включително критерии за безопасност.
• Списък на контролираните въздействия и натоварвания на съоръжения от околната среда.
• Съставът на визуалните и инструменталните наблюдения.
• Резултати и работни условия на измервателните уреди.
• Технически проектни решения и структурна схема на състоянието на елементите на обекта, както и информация с прогнозиране на поведението на конструкцията при взаимодействие с техногенни и природни фактори.

Специално внимание се отделя на критериите за безопасност, въз основа на които се вземат решения и за използването на оборудване с определени характеристики. В допълнение, основните видове хидротехнически съоръжения за непрекъсната работа се допълват от проекти за аварийно реагиране. Тази документация, по-специално, описва дейностите, насочени към предотвратяване на извънредни ситуации.

Изисквания за сигурност

От момента на разработване на проекта и през целия период на експлоатация се гарантира безопасността на хидравличния обект въз основа на изискванията на съответната декларация. Това е основният документ, в който се посочват рисковете, заплахите и оперативните нюанси, които трябва да се вземат предвид от обслужващия персонал. Основните изисквания за безопасност за хидравличните конструкции включват следното:

• Поддържане на приемлива степен на риск от злополуки.
• Редовна диагностика на конструкциите и оборудването с последващи корекции в декларацията за безопасност.
• Осигуряване на непрекъснатост на работата на обекта.
• Поддържане на мерки за организиране на защитно оборудване и съоръжения за технически контрол.
• Мониторинг на потенциални заплахи за обекта.

Изграждане на хидротехнически съоръжения

Първо се определят средствата за строителство. Въпросът за степента на механизация на процеса е фундаментален, тъй като в повечето случаи изпълнението на проекти на хидротехнически станции се осъществява с помощта на специално оборудване. В първите етапи на строителството се извършват изкопни работи с булдозери, самосвали, товарачи и багери, които ви позволяват бързо да оборудвате траншеи, ями, кладенци и просто да почистите работната площадка.

В някои случаи почвата се уплътнява. Например, когато създавате езера с почвена купа. Такива операции се извършват на слоеве върху почистена почва с помощта на специални ролки. На малки места могат да се използват дизелови или бензинови трамбовки. Въпреки това, експертите все още препоръчват да се откаже ръчни инструменти в полза на механиката. Препоръката е свързана не толкова с ускоряването на темпото на работния процес, колкото с качеството на резултата. А това се отнася особено до изграждането на хидротехнически съоръжения на основния етап от изграждането на конструкцията. Бетонните работи изискват висококачествено укрепване с ленти, използването на материали за насочване и добавянето на водоустойчиви пластификатори.

На последния етап се извършва инженерното устройство на конструкцията. Инсталирани са функционални единици, технически устройства и комуникации. Ако говорим за автономна станция, тогава ще се използват енергонезависими генератори, които също ще изискват подходящи условия за задържане в инфраструктурата на комплекса.

Хидравлични инженерни операции

Основната дейност на обслужващия персонал е свързана с поддържането на оптимално ниво на техническото състояние на конструкцията, както и контролирането на основните му функции. Що се отнася до първата оперативна част, тя се свежда до задачите по актуализиране на консумативи, диагностика на оборудването, комуникации и др. По-специално операторите проверяват техническото състояние на електроснабдителните мрежи, блоковете и целостта на материалите на конструкциите. В случай на откриване на сериозни неизправности или повреди, правилата за експлоатация на хидротехническите съоръжения изискват подготовка на отделен проект за мерки за ремонт и възстановяване, като се вземат предвид съществуващите материални резерви.

Втората част от оперативните задачи е фокусирана върху контролните функции. Чрез автоматизация, комуникация и телемеханика, друг екип от оператори регулира работата на конструкцията и нейните функционални единици, като се основава на контролни операции по стандартни параметри с допустими натоварвания.

Реконструкция на хидротехнически съоръжения

Процесите на остаряване на структурите и нарастващите изисквания за функционален и здрав потенциал на даден обект неизбежно водят до необходимостта от модернизация. По правило, основните работни модули и възли се реконструират без прекъсване на работата им. Това обаче ще зависи от естеството на планираните промени. Във всеки случай, проверка на хидравлични съоръжения за възможности за реконструкция. Крайната цел може да бъде повишаване на надеждността на фундамента на обекта, увеличаване на капацитета, увеличаване на капацитета на помпеното оборудване и др. След това се изпълняват специфични операции, свързани с промени в техническите и експлоатационните свойства на конструкцията. Целите се постигат чрез укрепване на почвата, замяна на строителни материали и добавяне на нови структурни елементи.

Хидротехника и опазване на околната среда

Още на етапа на проектиране, заедно с декларацията за безопасност, се изготвя доклад за дейностите, които в хода на експлоатацията трябва да доведат до подобряване на екологичната ситуация. Първоначално ситуацията се оценява в естествена среда, а в бъдеще разработчиците правят цялостна поправка в подкрепа на защитата на природните обекти след изпълнението на проекта. По-специално се разработват биотехнически мерки, насочени към защита на населението от инциденти в хидротехническите съоръжения и създаване на условия за неутрализиране на отрицателните оперативни фактори.

Специално внимание се отделя на влиянието на строителните конструкции и съоръжения върху хидроложките ресурси. Например, в резервоари се подготвят специални кутии за съхранение или изхвърляне на течни отпадъци. Всяко съоръжение съдържа и технически средства за отстраняване на източници на химически опасни или просто мръсни вещества. За непрекъснато наблюдение на екологичния фон инфраструктурата на хидротехническите съоръжения се допълва от измервателни уреди, които записват биологичните и химичните показатели на водните и въздушните среди. Основните характеристики на този вид включват хроматичност, кислородна наситеност, концентрация на определени елементи, санитарни показатели и др.

заключение

Високата отговорност на хидроложките обекти се определя от широчината на техните области на приложение и важността на задачите, които те решават. Като правило хидравличните структури служат само като връзка в работната верига на големите производствени и икономически цикли. Но крайните цели, които се постигат с подкрепата на такива обекти, могат да бъдат изключително важни. Например енергията, рекултивацията на земята, транспорта, водоснабдяването са само част от областите, в които се използват водните ресурси.