Wodociągi: rodzaje, klasyfikacja, zasady eksploatacji, wymogi bezpieczeństwa

Wykorzystanie zasobów wodnych zawsze było jednym z podstawowych warunków utrzymania ludzkiego życia. Ich zapotrzebowanie jest uwarunkowane nie tylko potrzebami picia, ale także ekonomicznymi, a obecnie coraz większymi zadaniami przemysłowymi. Regulacja wykorzystania źródeł wody jest zapewniona przez struktury hydrauliczne, które mają różne formy i treści funkcjonalne.

Ogólne informacje o inżynierii hydraulicznej

W ogólnym sensie obiekt hydrauliczny może być reprezentowany jako dowolna struktura funkcjonalna lub struktura, która w jakiś sposób wchodzi w interakcję z wodą. Mogą to być nie tylko systemy inżynieryjne stworzone przez człowieka, ale także naturalne regulatory, pierwotnie stworzone przez naturę, ale później wykorzystywane przez ludzi. Jakie są zadania wykonywane przez nowoczesne urządzenia struktur hydraulicznych? Główne z nich można przedstawić w następujący sposób:

• Konstrukcje przeznaczone do wykorzystania zasobów wodnych. Z reguły są to obiekty z komunikacją i wyposażeniem w wodę.
• Urządzenia do ochrony wody. Kompleksy, w infrastrukturę, z których można wykonać kilka zadań. Najczęściej spotykane w takich obiektach są ograniczenia w użyciu i wpływie na środowisko hydrologiczne, aby zapobiec szkodliwym wpływom na nie.
• Budynki przemysłowe. Systemy inżynierskie, w których obieg wody może być wykorzystywany jako źródło energii.

Oczywiście jest to tylko część funkcji, które wykonuje hydraulika. Rzadko się to zdarza, gdy jedno lub dwa zadania są przypisane do takich obiektów. Zwykle duże kompleksy obsługują jednocześnie kilka procesów roboczych, między innymi ochronę środowiska, ochronę, regulację itp.

Duże i drobne struktury hydrauliczne

Na początek warto określić podstawową klasyfikację, w której występują stałe rodzaje struktur hydraulicznych i tymczasowe. Zgodnie z normami pierwsza grupa obejmuje obiekty duże i drobne. Jeśli chodzi o główne struktury, należy je rozumieć jako infrastrukturę techniczną, której zniszczenie lub uszkodzenie może doprowadzić do zakończenia normalnego funkcjonowania gospodarki obsługiwanej za pomocą zasobów hydraulicznych. Może to być wyłączenie zasilania wodą systemu nawadniającego, wyłączenie elektrowni, ograniczenie żeglugi itd. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że energia turbin hydrologicznych może służyć całemu przedsiębiorstwu (morskie, remont statków, ogrzewanie). W związku z tym zatrzymanie dopływu wody zakłóci działanie takich obiektów.

Kategoria urządzeń pomocniczych obejmuje inżynierię hydrauliczną, której zniszczenie lub uszkodzenie nie pociąga za sobą powyższych konsekwencji. Na przykład, jeśli główne struktury hydrauliczne zasilą przedsiębiorstwa zasobami produkcyjnymi, pomniejsze mogą uczestniczyć w regulacji tego procesu bez znaczącego wpływu na wynik.

Warto również wspomnieć o cechach tymczasowych konstrukcji, które są wykorzystywane w okresach napraw. Jeżeli na przykład w tym samym głównym obiekcie dostarczającym wodę wystąpi spadek ciśnienia, ekipa serwisowa wraz z projektantem będzie musiała stworzyć warunki techniczne, aby rozwiązać problem. Rozwiązaniem tego problemu może być organizacja pracy tymczasowego zespołu hydroelektrycznego.

Klasyfikacja według sposobu interakcji z zasobem

To samo zadanie można wykonać na różne sposoby. Jak już wspomniano, jeden kompleks jest zdolny do wspierania kilku procesów funkcjonalnych, ale zasadniczo rozróżnia się warunki interakcji z jednolitą częścią wód lub drenażem, a w związku z tym charakter działania danej funkcji. Według tych znaków wyróżnia się następujące struktury:

• Zatrzymywanie wody. Zaprojektowany do blokowania cieku wodnego, ogrodzenia zbiornika lub stawu z powodu przyjęcia ciśnienia wody. Przy ocenie cieku wodnego odnotowuje się poziom powyżej stacji podpartej w wodzie (powyżej) i poniżej. Różnica między tymi poziomami nazywana jest presją na strukturę hydrologiczną.
• Wielofunkcyjne stacje rekultywacyjne. Mogą to być wyloty wody, śluzy, zapory i separatory wody. Wewnątrz tej grupy przewidziano również klasyfikację struktur hydraulicznych, zgodnie z którymi rozróżnia się kompleksy łączące i blokujące.
• Hydraulika. Zazwyczaj infrastrukturę sieci tworzą kanały, tunele, rurociągi, tace do przenoszenia wody. Ich zadanie jest proste - dostarczenie zasobu z punktu zbiórki do magazynu wody lub ostatniego miejsca korzystania z wody.
• Ujęcie wody. Zbierz zasoby z tych samych napędów do transportu do konsumentów.
• Przelew. W przeciwieństwie do urządzeń do pobierania, takie stacje usuwają jedynie nadmiar wody. Obiekty te obejmują głębokie przelewy, kanały odwadniające, drogi wodne itp.
• Regulacyjne. Kontrolują interakcję przepływu z kanałem, zapobiegając ucieczce wody poza ogrodzenie, erozję i osadzanie.

Niebezpieczne urządzenia hydrauliczne

Ta grupa struktur może zawierać przedstawicieli wszystkich obiektów hydraulicznych, niezależnie od celu. Niebezpieczna stacja może być spowodowana wysokim ryzykiem wypadku, stanu nienadzorowanego, przebywania w strefie zagrożenia ze względu na wpływ czynników zewnętrznych itp. Listy niebezpiecznych obiektów są tworzone przez specjalistów EMERCOM i pracowników firmy Rosprirodnadzor. Dla każdego regionu przeprowadza się kompleksowy audyt z identyfikacją obiektów zagrażających. Konstrukcje hydrotechniczne uważa się za niebezpieczne po wykonaniu następujących procedur:

• Właściwości morfometryczne obiektu są identyfikowane i udoskonalane.
• Określono stan techniczny konstrukcji i stopień jej bezpieczeństwa.
• Potencjalna ilość szkód, które mogą wystąpić w razie wypadku (na przykład po zniszczeniu korpusu tamy) jest określona.
• Obszar obejmuje podział na strefy wokół obszaru, który będzie zależeć od stopnia zagrożenia i zagrożenia ze strony określonej struktury.

Po rozpoznaniu obiektu jako niebezpiecznego, jego obserwacja jest zorganizowana, a harmonogram prac konserwacyjnych, naprawczych i naprawczych jest przeprowadzany w celu wyeliminowania lub zminimalizowania zagrożenia.

Ogólne i specjalne obiekty hydrauliczne

Przez struktury ogólne rozumie się większość obiektów hydrotechnicznych związanych z instalacjami regulacyjnymi, wodociągowymi, poboru wody i stacji zrzutu wody. Łączy je jedna zasada wykonywania swoich funkcji, którą można technicznie zastosować do różnych warunków działania.

Z kolei obiekty specjalne hydrotechniki są przeznaczone do użytku w wąskich obszarach, gdzie konieczne jest wzięcie pod uwagę specyfiki użytkowania sprzętu. Dotyczy to niuansów konstrukcyjnych, wymagań konstrukcyjnych, a także bezpośredniego działania konstrukcji hydraulicznych. Przykłady takich obiektów są dobrze zademonstrowane przez infrastrukturę transportu wodnego:

• Blokady wysyłkowe
• Urządzenia do obsługi wyposażenia morskiego.
• Statki wycieczkowe i cumowania.
• Tarcica
• Podnośniki statków.
• Elling.
• Doki
• Falochrony itp.

Stawy rybne, windy rybne i przejścia dla ryb są wykorzystywane w rybołówstwie. W infrastrukturze społecznej i rozrywkowej mogą to być parki wodne z basenami i akwariami. W każdym przypadku środki serwisowe będą miały swoją specyfikę, która jest brana pod uwagę nawet na etapie opracowywania projektu. Jednak zadanie techniczne związane z budową hydrotechniki należy rozpatrywać osobno.

Projektowanie obiektów hydraulicznych

Struktura dokumentacji projektowej obejmuje obliczenia techniczne konstrukcji, charakterystykę zastosowanego sprzętu, a także wyniki obserwacji terenowych warunków pracy przyszłej struktury dla szybkiego wykrycia niepożądanych procesów i pojawienia się możliwych wad. Środowisko powinno być wszechstronnie i wszechstronnie ocenione, aby przewidzieć i ewentualnie zapobiec zagrożeniu wypadkiem.

W szczególności projekt dotyczący konstrukcji hydraulicznych zawiera następujące dane:

• Lista diagnostycznych i kontrolowanych wskaźników obiektu i jego podstaw, w tym kryteriów bezpieczeństwa.
• Lista kontrolowanych oddziaływań i obciążeń na konstrukcje ze środowiska.
• Skład wizualnych i instrumentalnych obserwacji.
• Wyniki i warunki pracy oprzyrządowania.
• Techniczne rozwiązania projektowe i schematy strukturalne stanu elementów obiektu, a także informacje z prognozowaniem zachowania struktury podczas interakcji z czynnikami technogenicznymi i naturalnymi.

Szczególną uwagę przywiązuje się do kryteriów bezpieczeństwa, na podstawie których podejmowane są również decyzje dotyczące użytkowania sprzętu o określonych cechach. Ponadto główne typy konstrukcji hydraulicznych do ciągłej pracy są uzupełniane projektami reagowania kryzysowego. Dokumentacja ta w szczególności opisuje działania mające na celu zapobieganie sytuacjom awaryjnym.

Wymagania bezpieczeństwa

Od momentu opracowania projektu i przez cały okres eksploatacji bezpieczeństwo obiektu hydraulicznego jest zapewniane na podstawie wymagań odpowiedniej deklaracji. Jest to główny dokument określający zagrożenia, zagrożenia i niuanse operacyjne, które personel powinien brać pod uwagę. Główne wymagania bezpieczeństwa dla konstrukcji hydraulicznych obejmują:

• Utrzymać dopuszczalny poziom ryzyka wypadków.
• Regularna diagnostyka konstrukcji i wyposażenia z późniejszymi zmianami w deklaracji bezpieczeństwa.
• Zapewnienie ciągłości działania obiektu.
• Utrzymanie środków w zakresie organizacji wyposażenia ochronnego i urządzeń kontroli technicznej.
• Monitorowanie potencjalnych zagrożeń dla obiektu.

Budowa konstrukcji hydraulicznych

Najpierw określa się środki budowy. Kwestia stopnia mechanizacji procesu jest fundamentalna, ponieważ w większości przypadków realizacja projektów stacji hydrotechnicznych odbywa się przy wsparciu specjalnego sprzętu. Na pierwszych etapach budowy roboty wykopowe są wykonywane za pomocą buldożerów, wywrotek, ładowarek i koparek, które pozwalają szybko wyposażyć wykopy, studzienki, studnie i po prostu wyczyścić platformę roboczą.

W niektórych przypadkach gleba jest ubita. Na przykład przy tworzeniu stawów z misą glebową. Takie operacje wykonuje się warstwami na oczyszczonej glebie za pomocą specjalnych rolek. W małych zakładach można stosować ubijaki spalinowe lub benzynowe. Jednak eksperci nadal zalecają rezygnację z narzędzi ręcznych na rzecz mechaniki. Rekomendacja związana jest nie tyle z przyspieszeniem tempa pracy, ile z jakością wyniku. Dotyczy to zwłaszcza budowy konstrukcji hydraulicznych na głównym etapie budowy obiektu. Prace betoniarskie wymagają wysokiej jakości zbrojenia z wiązaniem, użycia materiałów naprowadzających i dodatku wodoodpornych plastyfikatorów.

W końcowym etapie następuje inżynierski układ konstrukcji. Funkcjonalne jednostki, urządzenia techniczne i komunikacja są zainstalowane. Jeśli mówimy o stacji autonomicznej, wówczas będą używane generatory nielotne, co będzie również wymagało odpowiednich warunków zatrzymania w infrastrukturze kompleksu.

Inżynieria hydrauliczna

Podstawowa działalność personelu serwisowego związana jest z utrzymaniem optymalnego poziomu stanu technicznego konstrukcji, a także kontrolowania jej głównych funkcji. Jeśli chodzi o pierwszą część operacyjną, sprowadza się ona do zadań związanych z aktualizacją materiałów eksploatacyjnych, diagnostyki urządzeń, komunikacji itd. W szczególności operatorzy sprawdzają stan techniczny sieci, urządzeń i integralności materiałów konstrukcyjnych. W przypadku wykrycia poważnych awarii lub uszkodzeń, zasady działania konstrukcji hydraulicznych wymagają przygotowania oddzielnego projektu dla działań naprawczych i naprawczych, biorąc pod uwagę istniejące rezerwy materiałowe.

Druga część zadań operacyjnych koncentruje się na funkcjach kontrolnych. Za pomocą automatyzacji, komunikacji i telemechaniki inny zespół operatorów reguluje pracę konstrukcji i jej jednostek funkcjonalnych, opierając się na operacjach sterowania według standardowych parametrów z dopuszczalnymi obciążeniami.

Rekonstrukcja konstrukcji hydraulicznych

Procesy przestarzałości konstrukcji i rosnące wymagania dotyczące potencjału funkcjonalnego i wytrzymałościowego obiektu nieuchronnie prowadzą do konieczności modernizacji. Z reguły główne moduły robocze i jednostki poddawane są rekonstrukcji bez przerywania ich pracy. Będzie to jednak zależało od charakteru planowanych zmian. W każdym przypadku kontrola konstrukcji hydraulicznych pod kątem możliwości rekonstrukcji. Ostatecznym celem może być zwiększenie niezawodności fundamentu obiektu, zwiększenie wydajności, zwiększenie wydajności urządzeń pompujących itp. Następnie realizowane są określone operacje związane ze zmianami właściwości technicznych i operacyjnych konstrukcji. Cele osiąga się poprzez wzmocnienie gleby, zastąpienie materiałów budowlanych i dodanie nowych elementów strukturalnych.

Hydrotechnika i ochrona środowiska

Już na etapie projektowania, wraz z deklaracją bezpieczeństwa, przygotowywany jest raport na temat działań, które w trakcie eksploatacji powinny prowadzić do poprawy sytuacji środowiskowej. Początkowo sytuacja jest oceniana w środowisku naturalnym, a w przyszłości deweloperzy wprowadzają kompleksową poprawkę wspierającą ochronę obiektów naturalnych po wdrożeniu projektu. W szczególności opracowywane są środki biotechniczne mające na celu ochronę ludności przed wypadkami w strukturach hydraulicznych i tworzenie warunków do neutralizacji negatywnych czynników operacyjnych.

Szczególną uwagę zwraca się na wpływ konstrukcji budowlanych i wyposażenia na zasoby hydrologiczne. Na przykład w zbiornikach przygotowywane są specjalne skrzynie do przechowywania lub odprowadzania ścieków. Każda placówka zawiera również środki techniczne do eliminacji źródeł substancji chemicznych niebezpiecznych lub po prostu brudnych. W celu ciągłego monitorowania tła ekologicznego, infrastruktura struktur hydraulicznych jest uzupełniona przyrządami pomiarowymi, które rejestrują biologiczne i chemiczne wskaźniki mediów wodnych i powietrznych. Główne cechy tego rodzaju obejmują chromatyczność, nasycenie tlenem, stężenie niektórych pierwiastków, wskaźniki sanitarne itp.

Wniosek

Wysoki poziom odpowiedzialności miejsc hydrologicznych zależy od zakresu ich zastosowań i znaczenia zadań, które rozwiązują. Z reguły struktury hydrauliczne służą jedynie jako ogniwo w łańcuchu roboczym dużych cykli produkcyjnych i gospodarczych. Ale ostateczne cele, które są osiągane przy wsparciu takich obiektów, mogą być niezwykle ważne. Na przykład energia, rekultywacja terenu, transport, zaopatrzenie w wodę to tylko część obszarów, w których wykorzystywane są zasoby wodne.