Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Сентября 2013 в 10:25, контрольная работа
В работе освещены следующие вопросы:
1. Источники воды и ее качество
2. Сооружения и средства добычи подземных вод
3. Сооружения и средства для очистки и опреснения вод
4. Средства подъема и перекачки воды
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине: Спасательная техника и базовые машины.
Тема: Основы применения, виды и характеристики инженерного вооружения и техники. Средства добычи и очистки воды.
Поверхностные источники (реки, арыки, каналы, озера, пруды, водохранилища) наиболее подвержены загрязнению и качество воды зависит от условий их питания, характера местности, населенности берегов и меняется по времени года.
Прозрачность воды большинства рек, каналов, ручьев, особенно протекающих по местности с легко размываемыми породами (глины, лесс, песок), часто низкая, мутность высокая.
В водохранилищах и озерах прозрачность высокая, однако она снижается в период дождей и паводков и мутность воды повышается. Цветность воды поверхностных источников, за исключением горных рек, чаще всего выходит за пределы допустимого. Озера и водохранилища зарастают, а в определенные периоды года происходит их цветение (размножение планктона). Температура воды непостоянна, достигая летом 20° С и более, зимой, особенно в реках, она приближается к 0° С.
Значительная заселенность берегов и невысокая благоустроенность населенных пунктов, спуск бытовых и производственных необработанных и частично обработанных сточных вод вызывают ухудшение качества воды. Содержание бактерий высокое, коли-индекс высокий. При спуске сточных вод поверхностные источники содержат различные ядовитые вещества, нефтепродукты, соли тяжелых металлов. Поэтому вода поверхностных источников считается непригодной для хозяйственно-питьевых целей без очистки воды на водопроводных или войсковых фильтровальных станциях.
Поверхностные источники могут быть заражены отравляющими и радиоактивными веществами и бактериальными средствами при разрушении (аварий) потенциально опасных объектов, а также в результате воздействия противника.
Подземные воды. Дождевые осадки, просочившиеся в грунт и встретившие водонепроницаемый (водоупорный) слой скапливаются, образуя подземные воды. Породы рыхлые или трещиноватые, насыщенные водой, образуют водоносные слои (водоносные горизонты). Первый от поверхности земли водоносный слой, неглубоко залегающий и не защищенный сверху водонепроницаемым слоем, называется верховодкой.
Грунтовые воды, как правило, залегают на глубине до 20 м на первом водонепроницаемом слое (водоупоре). Для верховодки и грунтовых вод характерно изменение уровня и качества воды в зависимости от времени года и количества осадков.
Бактериальная характеристика зависит от санитарного состояния поверхности земли, благоустройства населенных пунктов и может быть неудовлетворительной. Разрушение потенциально-опасных объектов, применение ядерного оружия, отравляющих веществ и бактериальных средств может привести к заражению и отравлению верховодки и грунтовых вод.
Ненапорные межпластовые и напорные воды защищены сверху водонепроницаемым слоем и залегают на глубине свыше 50 м. В районах вечной мерзлоты встречаются водоносные слои, представляющие собой прослойки или массивы подземного (ископаемого) льда. Подземные воды отличаются высокой прозрачностью, малой мутностью и не нуждаются в осветлении. Температура их характеризуется постоянством и не превышает 7-11° С, качество воды зависит от характеристик водосодержащих пород.
Подземные воды иногда выходят на поверхность в виде нисходящих или восходящих родников. Использование подземных вод связано с устройством водозаборных сооружений (скважин, колодцев), часто глубоких, и со сложностью подъема воды.
Атмосферные осадки (дождевые, снеговые) используются в районах, где отсутствуют поверхностные источники или подземные воды. Дождевые осадки собираются в периоды дождей в искусственные хранилища (сборники).
Прозрачность их высокая, однако зависит от свойств водосборной площадки. Солевой состав, жесткость и коли-титр низкие. Температура воды зависит от условий ее хранения. Снег по своим качествам близок к дождевой воде.
Требования к качеству воды на различные нужды для подачи потребителям в населенных пунктах определяются ГОСТом - 2874-82, а кратковременно, на срок до 3-х месяцев, в случае невозможности использования водопроводов, а также для формирований ГО, выполняющих задачи в соответствии с их предназначением, устанавливаются приказами, инструкциями и руководствами
Для захвата воды родников устраиваются каптажные камеры, а неглубоко залегающие подземные воды захватываются горизонтальными водозаборами, шахтными колодцами и скважинами.
Каптажные камеры (прямоугольные или круглые в плане) устраиваются из долговечных материалов (железобетон, обожженный кирпич и т.д.) для улучшения выхода родниковой воды, защиты от загрязнений, заражения и отравления. Вода в камеру поступает через фильтр в стенке или днище. Фильтр устраивается из одного или нескольких слоев песка, гравия, гальки, размеры зерен каждого последующего слоя, начиная от водоносного, в 5-8 раз больше, толщина каждого слоя 10-15 см. Забор воды осуществляется через отводящую трубу или насосами.
Горизонтальные водозаборы устраиваются при малой мощности водоносного слоя и при залегании подземных вод на глубине до 8 м. Горизонтальный водозабор состоит из водоприемной части, отводящей части и водосборного колодца. Он располагается перпендикулярно потоку подземных вод. Приемная часть водозабора может устраиваться в виде трубчатой дрены или галереи. Для трубчатого водозабора (дрен) применяются керамические, асбестоцементные, железобетонные, пластмассовые, чугунные или стальные трубы с круглыми или щелевыми отверстиями с боков и верха трубы. Водоприемная труба обсыпается гравием или крупнозернистым песком.
Шахтные колодцы применяются, как правило, для захвата воды из водоносных слоев небольшой мощности. Колодец представляет собой вертикальный водозабор (шахту) диаметром 1-1,5 м. Для удобства пользования колодцем над поверхностью земли устраивается оголовок с крышкой; на нем устанавливается водоподъемное средство. Для защиты от просачивания вдоль стенок загрязненной воды с поверхности земли вокруг оголовка устраивается глиняный замок. Стенки колодца закрепляются от обрушения железобетонными кольцами, кольцами или трубами из асбестоцемента, камнем или деревянным срубом. Крепление стенок колодцев осуществляется спускным способом. При этом элементы крепления опускаются под собственным весом по мере заглубления колодца, а верхняя часть наращивается новыми элементами.
Колодцы устраиваются вручную или с помощью колдезных машин, а также оборудования передвижных буровых установок ПБУ-50 (ПБУ-50 м).
Скважина представляет собой вертикальную, круглую в плане, вскрывающую водоносный слой горную выработку, диаметр которой достигает до 300 мм, что значительно меньше (в 100-500 и более раз) ее глубины. Глубина скважин зависит от гидрогеологических условий и возможностей буровых установок. В зависимости от предполагаемого времени эксплуатации устраиваются постоянные или временные скважины.
Постоянные скважины предназначаются для длительной эксплуатации и сооружаются специализированными буровыми организациями, а в отдельных
случаях - подразделениями полевого водоснабжения с применением передвижных буровых установок ПБУ-50 и ПБУ-200.
Временные скважины сооружаются войсковыми буровыми установками и эксплуатируются в течение ограниченного времени (на срок не более 10 суток). Буровое и вспомогательное оборудование, применяемое для их сооружения,
используется многократно. Для сооружения временных скважин используются: мелкий трубчатый колодец МТК-2М, установка для добычи грунтовых вод УДВ-25 (УДВ-15), передвижные буровые установки ПБУ-50М (ПБУ-50) и ПБУ-200.
Мелкий трубчатый колодец МТК-2М (рис.2) предназначается для добычи грунтовых вод, залегающих в обводненных средне- и крупнозернистых песках, путем устройства скважин вручную.
Он состоит из насосной колонки, труб и водоприемного устройства.
Установка в грунт мелкого трубчатого колодца МТК-2М включает бурение скважины до водоносного пласта, забивку водоприемного устройства в водоносный пласт и монтаж насосной колонки.
Установки для добычи грунтовых УДВ-15 и УДВ-25 (рис.3) предназначаются для устройства временных скважин и для очистки воды поверхностных источников.
Установка состоит из бурового оборудования и оборудования для очистки воды. Буровое оборудование включает буровой агрегат, пустотелые шнеки, водоприемное устройство, штанговый насос, буровой и вспомогательный инструмент. Водоочистное оборудование включает два переносных фильтра ПФ-200 (тканево-угольных фильтра ТУФ-200), два насоса БКФ-4 или “Родник”, резервуар РДВ-1500. Установка размещается на одноосном прицепе.
Шнеки в процессе бурения транспортируют разбуренную породу, а после
вскрытия
фильтра водоприемного
Передвижная буровая установка ПБУ-50м (ПБУ-50) предназначается для добычи подземных вод путем устройства постоянных или временных скважин в породах до V категории по буримости, а также шахтных колодцев.
Установка ПБУ-50м (ПБУ-50) состоит из бурового станка (рис.4), смонтированного на шасси автомобиля ЗИЛ-131, транспортного автомобиля ЗИЛ-131, и двух двухосных прицепов, предназначенных для транспортирования комплектующего вспомогательного оборудования, инструмента и имущества.
В комплекте
буровой установки имеется
Железобетонные и деревометаллические обсадные кольца, необходимые для крепления шахтных колодцев, изготавливаются силами соединений и частей или используются кольца промышленного изготовления.
Временные скважины, глубиной 40-50 м могут эксплуатироваться в течение 2-3-х суток. При меньших глубинах срок их эксплуатации может быть продлен до 5 суток. При необходимости более длительной эксплуатации следует шнековую колонку во избежание прихвата через указанные сроки извлекать и забуривать повторно.
Передвижная буровая установка ПБУ-200 предназначена для добычи подземных вод путем устройства временных или постоянных скважин в породах до VI категории по буримости.
В состав установки входят буровой (рис.5) и насосные блоки, смонтированные на шасси автомобилей КрАЗ-255 Б; трубный блок, смонтированный на автоприцепе 2-ПН-6М; гидрокран 5912 на автомобиле КрАЗ-255 Б; а также буровое и вспомогательное оборудование, электроагрегат, транспортируемые на двух автоприцепах 2-ПН-6М и КрАЗ-255 Б с гидрокраном.
Состав комплекта буровой установки обеспечивает устройство и эксплуатацию одной временной скважины глубиной до 200 м. В комплекте имеется инструмент для устройства постоянных скважин. Для оборудования таких скважин дополнительно требуются обсадные трубы, фильтры и насосы, которые в состав установки не входят.
Устройство временных скважин установкой ПБУ-200 заключается в бурении колонной бурильных труб до водоносного пласта с последующим его вскрытием (в рыхлых породах скважина может доводиться до водоупора, в трещиноватых - углубляется в водоносный слой на 3-5 м), установке фильтра и монтаже погружного насоса. Колонна бурильных труб является в тоже время и обсадной. Вода из скважин поднимается погружным центробежным электронасосом, опускаемым в скважину вместе с водоподъемными трубами.
После трех-пяти суток эксплуатации временных скважин буровое и вспомогательное оборудование демонтируется. Бурение осуществляется вращательным способом с промывкой скважины глинистым раствором. При сооружении постоянной скважины по окончании бурения ствол скважины крепится обсадными трубами. На колонне труб в зоне водоносного пласта устанавливается фильтр. После обсадки труб скважина промывается водой с помощью грязевого насоса, а затем откачивается эрлифтом или погружным электронасосом.
3. Сооружения и средства очистки и опреснения воды
Очистка (обработка) воды имеет целью изменение качества природной воды и складывается из ряда технологических процессов. Выбор их зависит от качества природной воды и от требований, предъявляемых к воде при употреблении ее для различных нужд.
Очистка воды включает: