Instalaciones de captación de agua de fuentes subterráneas

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Se están construyendo instalaciones de captación de agua para recibir agua de fuentes superficiales y capas profundas. Se encuentran a orillas de embalses, ríos, lagos. Para fines industriales se utilizan instalaciones a orillas de los mares con posterior abastecimiento a una tubería a presión. Si no hay agua dulce en las zonas costeras, entonces se utiliza un sistema de desalinización y purificación de agua de mar de acuerdo con las justificaciones económicas y técnicas.

Para extraer agua de los flujos subterráneos, se instalan estructuras profundas mediante un sistema de bombeo. Cuando el nivel del agua fluctúa en un embalse, las estructuras costeras se construyen sobre cimientos, pilotes y cimientos creados artificialmente para proteger la estación de la deriva del hielo y los objetos flotantes. Según el método de ubicación, las estructuras de toma de agua son costeras, especiales y de gravedad (canal).

Variedad de estaciones

Las estaciones de canal del tipo de gravedad se construyen en la orilla de un embalse poco profundo con una pequeña pendiente suave y suelo blando. Su diseño prevé un pozo receptor, una tubería con un librecorriente, cabecera, protegida por una celosía. El agua resultante a través de un sistema de bombas se alimenta a la tubería de presión para su uso posterior. Traje de cabeza completamente sumergido, inundado solo cuando se derrama, o en la superficie. La estación de bombeo funciona junto con una toma de agua o se instala como un dispositivo independiente.

En las orillas empinadas de los embalses, se prevén estructuras de toma de agua de tipo costero, que en el diseño no contienen tapas ni tuberías. La toma de agua se realiza a través de los orificios, ya que su nivel permite realizarla en cualquier condición. El pozo costero está dispuesto medio metro por encima de la elevación más alta del nivel del agua, se requiere una estación de bombeo. Si este indicador fluctúa significativamente en el río, entonces el pozo tiene varias secciones separadas de acuerdo con la cantidad de líneas de succión. Las ventanas superiores se utilizan para recoger la capa superficial durante la inundación, lo que permite recibir líquido limpio.

Se utiliza un tipo especial de estación de toma de agua en caso de necesidad de un gran volumen de líquido o si el clima requiere una lucha constante contra las costras de hielo. En dichas tomas de agua, se dispone un balde artificial según el tipo de canal. Sus dimensiones se determinan en función de la velocidad de ascenso de los profundos bloques glaciares. Los cubos aguas abajo se colocan aguas abajo de la boca para recibir corrientes de fondo y luchar contra los témpanos de hielo profundos. Los baldes con entrada superior están diseñados para instalarse en la boca a contracorriente y sirven para recibir líquido clarificado en superficie. Este tipo de instalaciones de toma de aguate permiten cavar cubos en la roca costera hasta una profundidad de 3,5 m o sacarlos al lecho del río, separándolos con una presa.

Con la ayuda de instalaciones de filtración y purificación, se obtiene un líquido bien clarificado en una inundación o deriva de hielo. Antes de ingresar a la tubería de presión, la humedad se filtra a través de una gruesa capa de capas de grava y arena ubicadas naturalmente en el fondo o bancos, solo luego es absorbida por dispositivos de pozo, tubulares u horizontales.

Si se requiere proporcionar un suministro temporal de agua, construir instalaciones de toma de agua flotantes o móviles. Para la ubicación de estaciones móviles en la orilla de un embalse, se proporcionan vías férreas con inclinación, a lo largo de las cuales se mueven según el nivel del agua. Las estructuras flotantes se disponen sobre barcazas o pontones anclados. Las desventajas de las tomas temporales de agua incluyen el hecho de que todas las tuberías están hechas de materiales flexibles, y esto conduce a daños prematuros e inconvenientes de uso durante el período de hielo.

Para extraer la humedad de los suelos de grava y arena de la capa superior horizontal sin presión, se disponen pozos de pozo. El material para ellos es hormigón sobre un marco de metal. El agua ingresa a los receptores a través de agujeros en las paredes y el piso. El fondo del pozo está equipado con una capa de filtro inversa, que consiste en arena de hasta 0,6 m de espesor y varias capas de grava con un espesor total de hasta 0,15 m. El pozo sobresale 0,8 m sobre la superficie del suelo. Las paredes están protegidas por una esclusa de arcilla de hasta 0,5 m de espesor, que se entierra 0,3-1,2 m.área ciega de hormigón con una pendiente desde las paredes con un ancho de 1-1,5 m.

El trabajo de las instalaciones de toma de agua en las regiones del norte se ve complicado por el duro clima invernal, cuando los cuerpos de agua abiertos se congelan. Las instalaciones se utilizan únicamente durante el período de derretimiento del hielo. Las áreas del norte se caracterizan por una ausencia casi total de fuentes subterráneas, las aguas raras contienen una gran cantidad de minerales y son de poca utilidad para beber. En invierno, la humedad escasea, por lo que se toma de las capas situadas bajo el suelo helado. Para aumentar el nivel del agua en los embalses, se construyen represas artificiales y se amplía el área de los embalses, contribuyendo así a la recarga regulada de ríos y lagos a partir de fuentes subterráneas que no se congelan.

Tipos de fuentes

La captación de agua para uso en ciudades y pueblos se realiza desde las capas superficiales y subterráneas. Los acuíferos en el suelo pueden ser de presión y no presión. Las capas horizontales cerca de la superficie o en el espesor de ríos y lagos se denominan capas de suelo. El agua subterránea se caracteriza por una mayor contaminación y debe limpiarse antes de ingresar al suministro de agua a presión.

Las aguas a presión llenan completamente las capas horizontales, se ubican debajo de los embalses vecinos o sirven para recargarlos. Los manantiales artesianos tienen agua limpia valiosa; para su extracción, se disponen este tipo de instalaciones de toma de agua que no contienen dispositivos de tratamiento en su diseño. En el pozo de recepción de agua de la capa horizontal de presión, existe una línea condicional de subida de líquido, coincidiendo con el nivella superficie del cuerpo de agua más cercano. Si dicha línea pasa por encima de la superficie del suelo, la humedad sale del pozo, lo que se denomina artesiano.

El agua a presión y sin presión que se filtra a la superficie del suelo forma manantiales descendentes y ascendentes, que suministran agua de alta calidad, que se utiliza para beber sin el uso de costosos sistemas de purificación. Los indicadores cualitativos de la fuente, como la potencia, la profundidad, la saturación mineral, se utilizan para seleccionar el tipo de estructura de la estación de toma de agua. Al mismo tiempo, se tienen en cuenta las consideraciones técnicas y económicas y la necesidad de un determinado tipo de líquido (para uso industrial, para beber, doméstico).

Condiciones para elegir una ubicación

La construcción de estructuras de toma de agua se basa en las previsiones de las propiedades del líquido de la fuente seleccionada, la necesidad de reequipar la zona costera, reformar el cauce de un río u otro embalse, y la hidráulica condiciones de trabajo Cuando el nivel del agua cambia más de 6 m y la fuerte pendiente de la costa es suficiente para la entrada normal de agua, se construyen estructuras costeras combinadas.

Si se planea una productividad media, debido a la baja altura de la elevación del agua, las tomas de agua se combinan con complejos de bombeo. Los receptores de agua de un tipo separado se construyen con la baja productividad requerida y una gran profundidad del depósito. Si la fluctuación de la superficie del agua es inferior a 6 m, la profundidad es pequeña, entonces use el tipo de canal de toma de agua con una estación de bombeo en el diseño de la costa.receptor.

Cálculo hidráulico

Para determinar los parámetros óptimos de la tubería, se utiliza el cálculo hidráulico. Tenga en cuenta el rendimiento de las tuberías y otros elementos durante todo el período de validez estimado. El consumo de agua se define como la necesidad de la misma durante el análisis máximo por parte de los consumidores conectados. A partir de estos datos se calculan los diámetros de las tuberías necesarias para el paso económicamente ventajoso de una determinada masa con las menores pérdidas.

Haga un diagrama axonométrico que indique la dirección desde la entrada hasta el conjunto de agua conectado, eligiendo la ubicación con el menor número de vueltas. Las longitudes de las secciones de un punto nodal a otro se calculan teniendo en cuenta el número de puntos de análisis de líquidos. El diámetro de las tuberías varía en otro tramo, dentro de la misma sección de tubería se proporciona el mismo tamaño. La construcción de estructuras de toma de agua se realiza después de un cálculo hidráulico completo.

Instalaciones de tratamiento

Determina la calidad del agua en base a los siguientes indicadores:

• propiedades físicas como turbidez, sabor, color, olor, temperatura;
• cualidades químicas que caracterizan la capacidad de oxidación, dureza, reacción activa, contenido mineral;
• propiedades bacteriológicas, que indican el grado de contaminación por bacterias que ingresan al agua desde aguas residuales cercanas, precipitaciones, heces de animales.

El agua potable está bajo escrutinioatención. Los requisitos para la calidad de los líquidos para uso doméstico están estandarizados y están contenidos en GOST R51232 - 1998. El documento tiene en cuenta los requisitos para indicadores químicos, físicos y bacterianos. Si la pureza del agua recibida no corresponde a los datos reglamentarios proporcionados, se construyen instalaciones de tratamiento de toma de agua. Los métodos de limpieza más comunes son la desinfección y la clarificación. Para la clarificación, la filtración y la sedimentación se utilizan en varias etapas, como resultado de lo cual las impurezas se depositan en el fondo. La irradiación bactericida, la cloración normalizada y la ozonización se utilizan para eliminar los microorganismos patógenos.

Obtener agua de fuentes subterráneas

La elección de una estación de toma de agua para recibir líquido de las capas subterráneas está influenciada por la profundidad y el espesor de la capa. Las estructuras se dividen en cuatro tipos:

• pozos de toma de agua;
• pozos de mina;
• tomas de agua horizontales;
• gorras.

Las instalaciones de captación de aguas subterráneas en forma de pozos o pozos entubados se utilizan para extraer fluido de un yacimiento a más de 10 m de profundidad. La construcción consiste en perforar un pozo y reforzar las paredes con tuberías de revestimiento. Gradualmente, a medida que aumenta la profundidad, el diámetro de las tuberías disminuye. Se instala un filtro en la parte inferior del pozo y se construye una cámara de observación en la superficie, sobre el pozo. Si la presión del acuífero es lo suficientemente fuerte, el agua sube a la superficie bajo presión; de lo contrario, la humedad se bombea hacia arriba.

Construcciones por tipo de minalos pozos se utilizan para recibir agua desde una profundidad de más de 30 M. Las paredes del pozo, de hormigón, ladrillo o madera, a menudo utilizan elementos unificados listos para usar que se instalan secuencialmente uno encima del otro. En la parte inferior de las paredes y el fondo del pozo, se proporcionan orificios para el flujo natural de líquido. En el fondo, una capa de filtro está hecha de arena y grava. Con una mayor necesidad de agua, se organizan varios pozos de pozo, interconectados por sifones con un colector de agua, desde donde se bombea la humedad al sistema de suministro de agua.

Las estructuras de toma de agua horizontales subterráneas se utilizan para recolectar humedad a poca profundidad. Se realizan a una profundidad de hasta 8 m a partir de elementos estándar de hormigón armado o cerámicos con orificios o ranuras en las caras laterales. Los tipos horizontales más sencillos son de mampostería de escombros o ladrillo aligerado, las cámaras de inspección están diseñadas para mantenimiento preventivo cada 100 m.

Las cámaras de capotaje se utilizan para sacar el agua de las llaves. Son los pozos de pique más sencillos, dispuestos encima del lugar donde aflora el agua a la superficie. Para obtener líquido de fuentes clave descendentes, las cámaras de tapado están hechas para recolectar humedad a través de paredes verticales por el tipo de toma de agua horizontal.

Recolección de agua de fuentes superficiales

Con este método de toma de agua, se toman medidas para garantizar el suministro ininterrumpido de humedad durante todo el año. Para ello, la instalación se sitúa más cerca del consumidor sobre una superficie estable y menos contaminada.lugar de la costa, se están construyendo sobre plantas industriales y sitios de alcantarillado. Las estructuras de captación de agua de fuentes superficiales se disponen teniendo en cuenta el posible giro del cauce del río a lo largo del tiempo. Los elementos del sistema están dispuestos de modo que, después de la formación de una capa de hielo en invierno, queden al menos 0,3 m hasta la parte superior de la estructura, y el fondo de la toma de agua no llegue al fondo del río en 1 m.

Las estructuras de toma de agua a menudo se construyen según el principio combinado de dos o más tipos, esto está determinado por las características del embalse y el volumen de consumo requerido. Antes del inicio de la operación, el sistema se somete a una prueba técnica. Las instalaciones de toma de agua superficial atravesadas por lancha se lavan con agua a una velocidad de 1 m/s. La plomería del hogar está tratada con cloro para la desinfección.

Dispositivo de redes externas de suministro de agua

El sistema exterior incluye líneas principales y ramales secundarios. Como material de tubería, se utilizan componentes ecológicos, seleccionados de acuerdo con las condiciones de GOST. Entre la estación de toma y el suministro de agua a presión, el líquido pasa por las instalaciones de tratamiento, se deposita en tanques y se envía al consumidor con la ayuda de dispositivos de control. El diámetro de las tuberías de la línea principal se toma de acuerdo con el cálculo hidráulico, y los diámetros de las ramificaciones se aplican teniendo en cuenta el rendimiento de fuego del líquido.

Dispositivos de elevación de agua

Se colocan complejos de bombeo en el circuito de movimiento del agua para convertir la energía del motor en energía hidráulica del fluido transportado. Con estos dispositivosla humedad se eleva a la altura deseada, se sirve a largas distancias y se fuerza a fluir en un sistema de suministro de agua cerrado, lo que implica la operación de instalaciones de toma de agua. La elección de las bombas para el mantenimiento complejo de las instalaciones de toma de agua se realiza según el tipo de motor, potencia, cabeza, eficiencia y otros indicadores. Las aplicaciones más comunes son las bombas centrífugas, que tienen bastantes ventajas sobre otros tipos.

Depósitos y torres de agua

Para lograr la presión en la red de suministro de agua y elevar el líquido a los pisos altos, se utilizan torres de agua, que funcionan según el principio físico de los vasos comunicantes. El tanque de reserva en la torre se calcula sobre el volumen de agua, que regula el suministro de líquido a los consumidores durante un tiempo determinado, si fallan las instalaciones de toma de agua de fuentes subterráneas.

El tanque de la torre de agua almacena el suministro de agua necesario para la extinción de incendios de emergencia dentro de los 10 minutos posteriores a un incendio. La torre de agua en el diseño contiene un tanque que sostiene la base, hecho a la altura del edificio más alto del pueblo. En las regiones del norte, se dispone una carcasa aislante, y en las regiones del sur solo se hace un revestimiento sobre el tanque.

Los tanques de almacenamiento de agua se colocan en varios lugares del sistema de plomería, sirven para almacenar reservas líquidas. El volumen de los tanques depende de su propósito y de la necesidad de saturar con agua el sistema de presión de los consumidores. El material de las construcciones es ladrillo cocido, varios tipospiedra natural y hormigón armado. La forma distingue entre tanques redondos y rectangulares. La superposición se realiza de forma monolítica o prefabricada.

Reparación de tuberías subterráneas y submarinas

El dispositivo de las instalaciones de toma de agua con una tubería extendida después de un cierto período de operación requiere reparación y mantenimiento periódicos. A veces, el rendimiento del sistema de suministro de agua se reduce debido a la deposición de obstrucciones y capas en las tuberías. Su limpieza se realiza periódicamente, en casos leves basta con enjuagar con un flujo de agua inverso o directo. Para casos más difíciles, utilice raspadores o volantes.

Recuperar una tubería dañada hasta la superficie es un trabajo problemático y costoso. Por lo tanto, se diseñó un dispositivo especial para la limpieza, moviéndose dentro de la tubería. El dispositivo se mueve y los cepillos duros giratorios eliminan los depósitos en las paredes. Para limpiar la tubería de la que se ha extraído el líquido, se fabrican plomadas para evitar que la estructura de la tubería flote hacia la superficie.

Para eliminar roturas complejas u orificios en las tuberías, se elevan a la superficie y, después de reemplazar la sección dañada, se vuelven a bajar al fondo. Los daños que no son demasiado complejos se reparan mediante soldadura submarina.

En conclusión, cabe señalar que la instalación de estructuras de toma de agua requiere un conocimiento especial para determinar el tipo de estructuras, elegir un lugar y disponer las unidades estructurales. Pero dado que los consumidores modernos no ven su existencia sin la humedad que da vida, con el tiempohay nuevas soluciones constructivas e ideas para extraer agua de las entrañas del planeta.