8 Водозаборные сооружения

Сооружения для забора подземных вод. Общие указания

8.1 Выбор типа и схемы размещения водозаборных сооружений следует производить исходя из геологических, гидрогеологических и санитарных условий района.

8.2 При проектировании новых и расширении существующих водозаборов должны учитываться условия взаимодействия их с существующими водозаборами на соседних участках, а также их влияние на окружающую природную среду (поверхностный сток, растительность и др.).

8.3 В водозаборах подземных вод применяются следующие водоприемные сооружения: водозаборные скважины, шахтные колодцы, горизонтальные водозаборы, комбинированные водозаборы, каптажи родников.

Водозаборные скважины

8.4 В проектах скважин должен быть указан способ бурения и определены конструкции скважины, ее глубина, диаметры колонн труб, тип водоприемной части, водоподъемника и оголовка скважины, а также порядок их опробования.

8.5 В конструкции скважины необходимо предусматривать возможность проведения замера дебита, уровня и отбора проб воды, а также производства ремонтно-восстановительных работ при применении импульсных, реагентных и комбинированных методов регенерации при эксплуатации скважин.

8.6 Диаметр эксплуатационной колонны труб в скважинах следует принимать при установке насосов: с электродвигателем над скважиной - на 50 мм больше номинального диаметра насоса; с погружным электродвигателем - равным номинальному диаметру насоса.

8.7 В зависимости от местных условий и оборудования устье скважины следует, как правило, располагать в наземном павильоне или подземной камере.

8.8 Габариты павильона и подземной камеры в плане следует принимать из условия размещения в нем электродвигателя, электрооборудования и контрольно-измерительных приборов (КИП).

Высоту наземного павильона и подземной камеры следует принимать в зависимости от габаритов оборудования, но не менее 2,4 м.

8.9 Верхняя часть эксплуатационной колонны труб должна выступать над полом не менее чем на 0,5 м.

8.10 Конструкция оголовка скважины должна обеспечивать полную герметизацию, исключающую проникание в межтрубное и затрубное пространства скважины поверхностной воды и загрязнений.

8.11 Монтаж и демонтаж секций скважинных насосов следует предусматривать через люки, располагаемые над устьем скважины, с применением средств механизации.

8.12 Количество резервных скважин следует принимать по таблице 5.

Таблица 5 - Количество резервных скважин, для различных категорий надежности

8.13 Существующие на участке водозабора скважины, дальнейшее использование которых невозможно, подлежат ликвидации путем тампонажа.

8.14 Фильтры в скважинах следует устанавливать в рыхлых, неустойчивых скальных и полускальных породах.

8.15 Конструкцию и размеры фильтра следует принимать в зависимости от гидрогеологических условий, дебита и режима эксплуатации.

8.16 Конечный диаметр обсадной трубы при ударном бурении должен быть больше наружного диаметра фильтра не менее чем на 50 мм, а при обсыпке фильтра гравием - не менее чем на 100 мм.

При роторном способе бурения без крепления стенок трубами конечный диаметр скважин должен быть больше наружного диаметра фильтра не менее чем на 100 мм.

8.17 Длину рабочей части фильтра в напорных водоносных пластах мощностью до 10 м следует принимать равной мощности пласта; в безнапорных - мощности пласта за вычетом эксплуатационного понижения уровня воды в скважине (фильтр, как правило, должен быть затоплен) с учетом 8.18.

В водоносных пластах мощностью более 10 м длину рабочей части фильтра следует определять с учетом водопроницаемости пород, производительности скважин и конструкции фильтра.

8.18 Рабочую часть фильтра следует устанавливать на расстоянии от кровли и подошвы водоносного пласта не менее 0,5 - 1 м.

8.19 При использовании нескольких водоносных пластов рабочие части фильтров следует устанавливать в каждом водоносном пласте и соединять между собой глухими трубами (перекрывающими слабоводопроницаемые слои).

8.20 Верхняя часть надфильтровой трубы должна быть выше башмака обсадной колонны не менее чем на 3 м при глубине скважины до 50 м и не менее чем на 5 м при глубине скважины более 50 м; при этом между обсадной колонной и надфильтровой трубой при необходимости должен быть установлен сальник.

8.21 Длину отстойника следует принимать не более 2 м.

8.22 Бесфильтровые конструкции скважин для забора подземных вод из рыхлых песчаных отложений следует принимать при условии, когда над ними залегают устойчивые породы.

8.23 После окончания бурения скважин и оборудования их фильтрами необходимо предусматривать прокачку, а при роторном бурении с глинистым раствором - разглинизацию до полного осветления воды.

8.24 Для установления соответствия фактического дебита водозаборных скважин принятому в проекте необходимо предусматривать их опробование откачками.

Шахтные колодцы

8.25 Шахтные колодцы следует применять, как правило, в первых от поверхности безнапорных водоносных пластах, сложенных рыхлыми породами и залегающих на глубине до 30 м.

8.26 При мощности водоносного пласта до 3 м следует предусматривать шахтные колодцы совершенного типа с вскрытием всей мощности пласта; при большей мощности допускаются совершенные и несовершенные колодцы с вскрытием части пласта.

8.27 При расположении водоприемной части в песчаных грунтах на дне колодца необходимо предусматривать обратный песчано-гравийный фильтр или фильтр из пористого бетона, а в стенках водоприемной части колодцев - фильтры из пористого бетона или гравийные.

8.28 Обратный фильтр следует принимать из нескольких слоев песка и гравия толщиной по 0,1 - 0,15 м каждый, общей толщиной 0,4 - 0,6 м с укладкой в нижнюю часть фильтра мелких, а в верхнюю крупных фракций.

8.29 Механический состав отдельных слоев фильтра и соотношение между средними диаметрами зерен смежных слоев фильтра следует принимать в соответствии с таблицей 6.

Таблица 6 - Механический состав отдельных слоев фильтра и соотношение между средними диаметрами зерен смежных слоев фильтра

8.30 Верх шахтных колодцев должен быть выше поверхности земли не менее чем на 0,8 м. При этом вокруг колодцев должна предусматриваться отмостка шириной 1 - 2 м с уклоном 0,1 от колодца. Вокруг колодцев, подающих воду для хозяйственно-питьевых нужд, кроме того, следует предусматривать устройство замка из глины или жирного суглинка глубиной 1,5 - 2 м и шириной 0,5 м.

8.31 В колодцах необходимо предусматривать вентиляционную трубу, выведенную выше поверхности земли не менее чем на 2 м. Отверстие вентиляционной трубы должно защищаться колпаком с сеткой.

Горизонтальные водозаборы

8.32 Горизонтальные водозаборы следует предусматривать, как правило, на глубине до 8 м в безнапорных водоносных пластах, преимущественно вблизи поверхностных водотоков. Они могут проектироваться в виде каменно-щебеночной дрены, трубчатой дрены, водосборной галереи или водосборной штольни.

8.33 Водозаборы в виде каменно-щебеночной дрены рекомендуется предусматривать для систем временного водоснабжения.

Трубчатые дрены следует проектировать на глубине 5 - 8 м для водозаборов второй и третьей категорий.

Для водозаборов первой и второй категорий должны приниматься, как правило, водосборные галереи.

Водозаборы в виде штольни следует принимать в соответствующих орографических условиях.

8.34 Для исключения выноса частиц породы из водоносного пласта при проектировании водоприемной части горизонтальных водозаборов должен предусматриваться обратный фильтр из двух-трех слоев.

8.35 Механический состав отдельных слоев обратного фильтра следует определять расчетом.

Толщина отдельных слоев фильтра должна быть не менее 15 см.

8.36 Для водозабора в виде каменно-щебеночной дрены прием воды следует предусматривать через щебеночную призму размером 3030 или 5050 см, уложенную на дно траншеи, с устройством обратного фильтра.

Каменно-щебеночную дрену следует принимать с уклоном 0,01 - 0,05 в сторону водосборного колодца.

8.37 Водоприемную часть водозаборов из трубчатых дрен следует принимать из керамических, хризотилцементных, железобетонных и пластмассовых труб с круглыми или щелевыми отверстиями с боков и в верхней части трубы; нижняя часть трубы (не более 1/3 по высоте) должна быть без отверстий. Минимальный диаметр труб следует принимать 150 мм.

Примечание - Применение металлических перфорированных труб допускается при обосновании.

8.38 Определение диаметров трубопроводов горизонтальных водозаборов следует производить для периода низкого стояния уровня грунтовых вод, расчетное наполнение принимать 0,5 диаметра трубы.

8.39. Уклоны в сторону водосборного колодца должны быть не менее:

0,007 - при диаметре 150 мм;

0,005 - при диаметре 200 мм;

0,004 - при диаметре 250 мм;

0,003 - при диаметре 300 мм;

0,002 - при диаметре 400 мм;

0,001 - при диаметре 500 мм.

Скорость течения воды в трубах должна приниматься не менее 0,7 м/с.

8.40 Водоприемные галереи следует принимать из железобетона с щелевыми отверстиями или окнами с козырьками.

8.41 Под железобетонными звеньями галереи должно предусматриваться основание, исключающее осадку их относительно друг друга. С боков галереи в пределах ее водоприемной части следует предусмотреть устройство обратного фильтра.

8.42 Горизонтальные водозаборы должны быть защищены от попадания в них поверхностных вод.

8.43 Для наблюдения за работой трубчатых и галерейных водозаборов, их вентиляции и ремонта следует принимать смотровые колодцы, расстояние между которыми должно быть не более 50 м для трубчатых водозаборов диаметром от 150 до 500 мм, и 75 м - при диаметре более 500 мм; для галерейных водозаборов - 100 - 150 м.

Смотровые колодцы следует предусматривать также в местах изменения направления водоприемной части в плане и вертикальной плоскости.

8.44 Смотровые колодцы следует принимать диаметром 1 м; верх колодца должен возвышаться не менее чем на 0,2 м над поверхностью земли; вокруг колодцев должна быть сделана водонепроницаемая отмостка шириной не менее 1 м и глиняный замок; колодцы должны быть оборудованы вентиляционными трубами согласно 8.31.

8.45 Насосные станции горизонтальных водозаборов следует, как правило, совмещать с водосборным колодцем.

8.46 Комбинированные горизонтальные водозаборы необходимо принимать в двухпластовых системах с верхним безнапорным и нижним напорным водоносными пластами. Водозабор следует предусматривать в виде горизонтальной трубчатой дрены, каптирующей верхний безнапорный пласт, к которой снизу или сбоку подключены патрубки фильтровых колонн вертикальных скважин-усилителей, заложенных в нижнем пласте.

Лучевые водозаборы

8.47 Лучевые водозаборы следует предусматривать в водоносных пластах, кровля которых расположена от поверхности земли на глубине не более 15 - 20 м и мощность водоносного пласта не превышает 20 м.

Примечание - Лучевые водозаборы в галечниковых грунтах при крупности фракцийD 70 мм, при наличии в водоносных породах включений валунов в количестве более 10 % и в илистых мелкозернистых породах применять не рекомендуется.

8.48 В неоднородных или мощных однородных водоносных пластах следует применять многоярусные лучевые водозаборы с лучами, расположенными на разных отметках.

8.49 Водосборный колодец при производительности водозабора до 150 - 200 л/с и в благоприятных гидрогеологических и гидрохимических условиях следует предусматривать односекционным; при производительности водозабора свыше 200 л/с водосборный колодец должен быть разделен на две секции.

8.50 Лучи длиной 60 м и более следует принимать телескопической конструкции с уменьшением диаметра труб.

8.51 При длине лучей меньше 30 м в однородных водоносных пластах угол между лучами должен быть не менее 30°.

8.52 Водоприемные лучи должны приниматься из стальных перфорированных или щелевых труб со скважностью не более 20 %; на водоприемных лучах в водосборных колодцах следует предусматривать установку задвижек.

Каптаж родников

8.53 Каптажные устройства (водосборные камеры или неглубокие опускные колодцы) следует применять для захвата подземных вод из родников.

8.54 Захват воды из восходящего родника следует осуществлять через дно каптажной камеры, из нисходящего - через отверстия в стене камеры.

8.55 При каптаже родников из трещиноватых пород прием воды в каптажной камере допускается осуществлять без фильтров, а из рыхлых пород - через фильтры.

8.56 Каптажные камеры должны быть защищены от поверхностных загрязнений, промерзания и затопления поверхностными водами.

8.57 В каптажной камере следует предусматривать переливную трубу, рассчитанную на наибольший дебит родника, с установкой на конце клапана-захлопки, вентиляционную трубу согласно 8.31 и спускную трубу диаметром не менее 100 мм.

8.58 Для освобождения воды родника от взвеси каптажную камеру следует разделять переливной стенкой на два отделения: одно - для отстаивания воды с последующей очисткой его от осадка, второе - для забора воды насосом.

8.59 При наличии вблизи нисходящего родника нескольких выходов воды каптажную камеру следует предусматривать с открылками.

Искусственное пополнение запасов подземных вод

8.60 Искусственное пополнение подземных вод следует принимать для:

увеличения производительности и обеспечения стабильной работы действующих и проектируемых водозаборов подземных вод;

улучшения качества инфильтруемых и отбираемых подземных вод;

создания сезонных запасов подземных вод;

охраны окружающей среды (предотвращение недопускаемого понижения уровня грунтовых вод, приводящего к гибели растительности).

8.61 Для пополнения запасов подземных вод эксплуатируемых водоносных пластов должны использоваться поверхностные и подземные воды.

8.62 Пополнение запасов подземных вод следует предусматривать через инфильтрационные сооружения открытого и закрытого типов.

8.63 В качестве инфильтрационных сооружений открытого типа следует применять: бассейны, естественные и искусственные понижения рельефов (овраги, балки, старицы, карьеры).

8.64 Открытые инфильтрационные сооружения следует принимать для пополнения запасов подземных вод первого от поверхности водоносного пласта при отсутствии или малой мощности (до 3 м) покровных слабопроницаемых отложений.

8.65 При проектировании инфильтрационных бассейнов следует предусматривать:

врезку днища в хорошо фильтрующие породы на глубину не менее 0,5 м;

укрепление дна в месте выпуска воды и предохранение откосов от размыва;

устройства для регулирования и измерения расхода воды, подаваемой на инфильтрационные сооружения;

подъездные пути и съезды для машин и механизмов.

8.66 Ширина по дну инфильтрационных бассейнов должна быть не более 30 м, длина бассейнов - не более 500 м, слой воды - 0,7 - 2,5 м, количество - не менее двух.

8.67 Подачу воды в бассейн следует предусматривать через разбрызгивающие устройства или каскад со свободным изливом.

8.68 При устройстве бассейнов в гравийно-галечниковых отложениях с крупным заполнителем следует предусмотреть загрузку дна крупнозернистым песком толщиной слоя 0,5 - 0,7 м.

8.69 При использовании естественных понижений рельефа должна предусматриваться подготовка фильтрующей поверхности.

8.70 В качестве инфильтрационных сооружений закрытого типа следует применять скважины (поглощающие и дренажно-поглощающие) и шахтные колодцы.

8.71 При проектировании поглощающих и дренажно-поглощающих скважин и шахтных колодцев необходимо предусматривать устройства для измерения и регулирования расходов подаваемой воды и измерения динамических уровней воды в сооружениях и водоносном пласте.

8.72 Конструкция инфильтрационных сооружений должна обеспечивать возможность восстановления их производительности на открытых инфильтрационных сооружениях путем механического или гидравлического съема закольматированного слоя с фильтрующей поверхности, на закрытых - методами, применяемыми для регенерации водозаборных скважин.

Примечание - Опорожнение и регенерация открытых инфильтрационных сооружений в период отрицательных температур не допускается.

8.73 Выбор схемы размещения инфильтрационных сооружений, определение их количества и производительности должны производиться на основе комплексных гидрогеологических и технико-экономических расчетов с учетом назначения искусственного пополнения запасов подземных вод, схемы размещения водозаборных сооружений, качества подаваемой воды и особенностей эксплуатации инфильтрационных и водозаборных сооружений.

8.74 Расстояния между инфильтрационными и водозаборными сооружениями должны приниматься на основе прогноза качества отбираемой воды с учетом доочистки подаваемой на инфильтрацию воды и смешения ее с подземными водами.

8.75 Качество воды, используемой для искусственного пополнения, должно отвечать требованиям государственных стандартов.

8.76 Качество воды, подаваемой на инфильтрационные сооружения систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, должно с учетом ее доочистки при инфильтрации в водоносный пласт и смешения с подземными водами отвечать требованиям санитарных норм и правил.

Сооружения для забора поверхностной воды

8.77 Водозаборные сооружения (водозаборы) должны:

обеспечивать забор из водоисточника расчетного расхода воды и подачу его потребителю;

защищать систему водоснабжения от биологических обрастаний и от попадания в нее наносов, сора, планктона, шугольда и др.;

на водоемах рыбохозяйственного значения удовлетворять требованиям органов охраны рыбных запасов.

8.78 Водозаборы по степени обеспеченности подачи воды следует подразделять на три категории согласно 7.4.

8.79 Конструктивная схема водозабора должна приниматься в зависимости от требуемой категории, гидрологической характеристики водоисточника с учетом максимальных и минимальных уровней воды, указанных в таблице 7, а также требований уполномоченных государственных органов.

Таблица 7 - Значения обеспеченности расчетных уровней воды в поверхностных источниках в зависимости от категории водозаборов

8.80 Класс основных сооружений водозабора устанавливается в соответствии с его категорией.

Класс второстепенных сооружений водозабора принимается на единицу меньше.

Примечания

1 К основным следует относить сооружения, при повреждении которых водозабор не обеспечит подачу расчетного расхода воды потребителям, к второстепенным - сооружения, повреждение которых не приведет к снижению подачи воды потребителям.

2 Класс водоподъемных и водохранилищных плотин, входящих в состав водозаборного гидроузла, следует принимать в соответствии с указаниями СП 80.13330, но не ниже:

класса II - для категории I водозаборов;

класса III - для категории II водозаборов;

класса IV - для категории III водозаборов.

8.81 Выбор схемы и места расположения водозабора должен быть обоснован прогнозами:

качества воды в источнике;

переформирования русла или побережья;

изменения границы вечномерзлых грунтов;

гидротермического режима.

8.82 Не допускается размещать водоприемники в пределах зон движения судов, плотов, в зоне отложения и жильного движения донных наносов, в местах зимовья и нереста рыб, на участке возможного разрушения берега, скопления плавника и водорослей, а также возникновения шугозаторов и заторов.

8.83 Не рекомендуется размещать водоприемники на участках нижнего бьефа ГЭС, прилегающих к гидроузлу, в верховьях водохранилищ, а также на участках, расположенных ниже устьев притоков водотоков и в устьях подпертых водотоков.

8.84 Место расположения водоприемников для водозаборов хозяйственно-питьевого водоснабжения должно приниматься выше по течению водотока выпусков сточных вод, населенных пунктов, а также стоянок судов, лесных бирж, товарно-транспортных баз и складов в районе, обеспечивающем организацию зон санитарной охраны.

8.85 На морях, крупных озерах и водохранилищах водоприемники водозаборов следует размещать (с учетом ожидаемой переработки прилегающего берега и прибрежного склона):

за пределами прибойных зон при наинизших уровнях воды;

в местах, укрытых от волнения;

за пределами сосредоточенных течений, выходящих из прибойных зон.

На водозаборах с самотечными и сифонными водоводами целесообразно водоприемный сеточный колодец, насосную станцию и другие сооружения выносить за пределы ожидаемой переработки берега, без устройства берегозащитных покрытий.

8.86 Условия забора воды из поверхностных источников должны разделяться в зависимости от устойчивости берегов и ложа источника, русловых и шуголедовых режимов, засоренности по показателям, приведенным в таблице 8.

Таблица 8 - Условия забора воды из поверхностных источников

8.87 Водоприемные устройства следует принимать в зависимости от требуемой категории и сложности природных условий забора воды. В водозаборных сооружениях I и II категории надежности следует предусматривать секционирование водоприемной части.

8.88 Повышение категории водозабора с затопленными водоприемниками на единицу допускается в случаях:

размещения водоприемников в затопляемом, самопропромывающемся водоприемном ковше;

подвода к водоприемным отверстиям теплой воды в количестве не менее 20 % забираемого расхода и применения специальных наносозащитных устройств;

обеспечения надежной системы обратной промывки сороудерживающих решеток, рыбозаградительных устройств водоприемников и самотечных водоводов.

8.89 Выбор схемы и компоновки водозаборного сооружения в тяжелых и очень тяжелых местных условиях следует принимать на основе лабораторных исследований.

8.90 Водозаборные сооружения следует проектировать с учетом перспективного развития водопотребления.

8.91 При заборе воды из водохранилищ следует рассматривать целесообразность использования в качестве водоприемника башни донного водоспуска или головного сооружения водосброса.

При совмещении водозаборного сооружения с водоподъемной плотиной следует предусматривать возможность ремонта плотины без прекращения подачи воды.

8.92. Размеры основных элементов водозаборного сооружения (водоприемных отверстий, сеток, рыбозащитных устройств, труб, каналов), а также расчетный минимальный уровень воды в береговом водоприемном сеточном колодце и отметки оси насосов должны определяться гидравлическими расчетами при минимальных уровнях воды в источнике для нормального эксплуатационного и аварийного режимов работы.

Примечание - В аварийном режиме (отключение одного самотечного или сифонного водовода или секции водоприемника на ремонт или ревизию) для водозаборных сооружений II и III категорий допускается снижение водоотбора на 30 %.

8.93 Размеры водоприемных отверстий следует определять по средней скорости втекания воды в отверстия (в свету) сороудерживающих решеток, сеток или в поры фильтров с учетом требований рыб защиты.

8.94 Низ водоприемных отверстий должен быть расположен не менее 0,5 м выше дна водоема или водостока, верх водоприемных отверстий или затопленных сооружений - не менее 0,2 м от нижний кромки льда.

8.95 Для борьбы с оледенением и закупоркой шугой водоприемников в тяжелых шуголедовых условиях следует предусматривать электрообогрев решеток, подвод к водоприемным отверстиям теплой воды или сжатого воздуха или импульсную промывку в сочетании с обратной. Стержни сороудерживающих решеток должны быть изготовлены из гидрофобных материалов или покрыты ими. Для удаления шуги из береговых водоприемных колодцев и сеточных камер должны предусматривать соответствующие приспособления.

8.96 В случае необходимости следует предусматривать меры борьбы с обрастанием элементов водозаборного сооружения дрейсеной, балянусом, мидиями и т.п. путем обработки воды хлором или раствором медного купороса.

Дозы, периодичность и продолжительность обработки воды реагентами следует определять на основании данных технологических исследований.

При отсутствии этих данных дозу хлора следует принимать на 2 мг/л более хлорпоглощаемости воды, но не менее 5 мг/л.

8.97 Ориентировочные скорости движения воды в самотечных и сифонных водоводах при нормальном режиме работы водозаборных сооружений допускается принимать по таблице 9.

Таблица 9 - Скорости движения воды в сифонных линиях в водозаборах различной категории

8.98 Сифонные водоводы допускается применять в водозаборах II и III категорий.

Применение сифонных водоводов в водозаборах I категории должно быть обосновано.

8.99 Сифонные и самотечные водоводы, как правило, следует принимать из стальных труб. Допускается применение пластмассовых и железобетонных труб.

8.100 Для самотечных водоводов на участке примыкания к подземной части водоприемных колодцев и насосных станций, выполняемых опускным способом, рекомендуется метод бестраншейной прокладки.

8.101 Стальные и пластмассовые трубопроводы должны проверятся на всплытие. Стальные трубопроводы должны выполняться с противокоррозионной изоляцией, а при необходимости, с катодной или протекторной защитой. При пересечении самотечными и сифонными водоводами участков с вечномерзлыми грунтами должны быть предусмотрены мероприятия, исключающие замерзание воды внутри водовода.

8.102 Самотечные и сифонные водоводы в пределах русла водотока должны защищаться снаружи от истирания донными наносами и от повреждений якорями путем заглубления водоводов под дно не менее чем на 0,5 м, или обсыпки грунтом с укреплением его от размыва.

8.103 Выбор типа сеток для предварительной очистки воды следует производить с учетом особенностей водоема и производительности водозабора.

8.104 При применении в качестве рыбозащитных мероприятий фильтрующих элементов или устройства водоприемников фильтрующего типа в отдельных случаях следует рассматривать возможность отказа от установки водоочистных сеток.

8.105 Насосные станции водозаборных сооружений следует проектировать в соответствии с разделом 9.

8.106 При проектировании водозаборных сооружений следует предусматривать устройства для удаления осадка из водоприемных камер (колодцев).

Для промывки сеток следует использовать воду из напорных водоводов. В случае недостаточности напора для их промывки следует предусматривать установку подкачивающих насосов.