БАССЕЙНЫ
Искусственные бассейны применяемые в водоснабжении, служат для хранения запасов чистой воды (в этих случаях их обычно называют запасными резервуарами) или для очистки питьевой воды. Сюда относятся так называемые предварительные осадочные и коагуляционные бассейны.
Назначением первых является осаждение из воды взвешенных веществ без какой-либо придшеочвующей химической обработки или с периодическим ее применением.
Коагудящюнные служат для осаждения взвеси с помощью коагулянта, обычно сернокислого глинозема. Коагулянт образует хлопья, способствующие быстрому осаждению взвеси. Предварительные осадочные используются либо для грубого осветления воды либо для выравнивания колебаний в качестве воды, поступающей на коагуляционные бассейны.
Площадь горизонтальных осадочных можно определять по упрощенной формуле
F = q / 3,6 х u
где F — площадь бассейна в плане в м2, q — количество протекающей через него воды в м2/ч, u — охватываемая скорость; для предварительных бассейнов u = 0,05 мм/ск, а для коагуляционных u = 0,5 мм/ск.
Глубина осадочных 2,6 - 4,5 м. Конструктивной разницы между перечисленными типами нет.
Они имеют прямоугольное в плане сечение и вертикальные стенки. Отношение длины к высоте стенок находится в пределах 10 ~ 50. Для их устройства употребляется по большей части железобетон, реже — кирпич или камень.
Стенки и днище должны быть водонепроницаемыми. В целях упрощения удаления осевшей взвеси в Америке применяются осадочные бассейны Дорра, имеющие круглое или квадратное очертание в плане. Осадок удаляется непрерывно действующим механическим приспособлением со скребками.
Для охлаждения воды на металлургических заводах, электростанциях и некоторых других промышленных предприятиях применяются бассейны с брызгалками. Над дном таких с помощью столбиков укреплена сеть труб диаметром 50—100 мм. В трубы ввертываются разбрызгиватели тина сходящихся насадок. Горячая вода, получаемая под напором 0,7—1,0 at, выбрасывается вверх фонтанчиками на высоту 1,5—3,5 м.
Пространство над бассейном заполняется водяной пылью. Охлажденная вода падает в него.
Плавательные и купальные бассейны устраиваются при водноспортивных станциях, в общественных банях, при школах, санаториях и т. д. Устройство искусстве плавательных бассейнов ведет начало еще со времен
Рима.
Для очистки сточных вод применяются осадочные и Дорра по типу, аналогичному упоминавшимся водопроводным.
Аэрационные бассейны (или аэротенки) служат для биологической очистки сточных вод по методу аэрации в присутствии активного ила. Этот ил получается из самой сточной жидкости. После продолжительного продувания через ил воздуха в нем развиваются аэробные микроорганизмы, которые перерабатывают органические вещества, содержащиеся в сточной жидкости.
В аэрационных осуществляется тесное соприкосновение сточных вод с активным илом и воздухом. Последний подается компрессором через сеть дырчатых труб, уложенных на дне Иногда вместо труб распределение воздуха производится через пористые пластинки (фильтросы), проходящие вдоль дна.
Поверхность аэрационного бассейна:
F = QА / 12,5
где Q — часовой расход сточной жидкости и А — количество воздуха в м3, необходимого на 1 м3 жидкости. Коэффициент 12,5 выражает потребность в воздухе на 1 м2 поверхности бассейна для обеспечения интенсивной аэрации. Глубина принимается 2—6 м.
Применение бассейны имеет место и в декоративных целях. Сюда относятся бассейны с фонтанами и искусственными каскадами для украшения садов я парков; для рыб в вестибюлях музейных и выставочных зданий и т. п.
Наиболее распространенная форма любого назначения — правильный прямоугольник в плане.
Статический. расчет бассейна этого типа зависит от их величины и соотношения между высотой стенок и горизонтальными растрами. При значительной длине стенок по сравнению с их высотой преобладающее влияние получает момент от защемления стенок в днище. Поэтому стенка должна рассчитываться как подпорная стенка.
Расчет ведется на два случая:
Это условие требует устройства двойной арматуры стенок. При высоте < 3 м стенки представляют собой безреберные плиты (рис. 2), работающие на изгиб, как балки заделанные одним концом. Поэтому стержни рабочей арматуры надо располагать вертикально, а распределительной — горизонтально.
При значительной высоте (более 4 м) стенки усиливаются ребрами (рис. 3); при этом для расчета вертикальная стенка разбивается по высоте на несколько зон и рассчитывается как неразрезная плита. Опорами ее служат ребра. Плита работает в горизонтальной плоскости и передает на ребра давление воды и земли. Поэтому рабочая арматура в стежке ставится горизонтально, а распределительная — вертикально. Экономически целесообразно придавать стенке постоянную толщину и сохранять диаметр стержней, меняя только расстояние между ними.
Круглые бассейны рассчитываются, как резервуары. К искусственным относятся также водоемы, вырытые в толще грунта. В целях создания водонепроницаемости таких водоемов береговые откосы и днища покрываются бетонной одеждой с помощью торкретирования, мощением или облицовкой из каменных плит.
Для устройства днища можно ограничиться простым выравниванием дна котлована, если выстилающий его грунт водонепроницаем (глина, плотная скала).
Бассейны с торкретированными стенками и днищем находят применение в качестве скопных на некоторых городских водопроводах. Они располагаются за пределами горки например в малопосещаемых загородных парках. Функция их заключается в создании возле города запасов воды, поступающей из удаленных источников (водохранилищ, образовнных плотинами).
Аналогичной конструкция применяются в ирригационных системах (для орошения).
Кроме того они устраиваются возле плотин, возводимых в иррикшционных целях в тех случаях, когда река несет большие количества взвеси. Здесь они используются качестве осадочных бассейнов периодического действия. Осевшая взвесь снова спускается в реку ниже плотины, а осветленная вода поступает для орошения.
В гаванях и портах устраиваются специальные бассейны для ремонта судов. При наличии сильных морских приливов в портах делаются особые приливные. Они отрываются в толще берегового грунта и отделяются от моря камерными шлюзами или специальными воротами. Горизонт воды в таких бассейнах поддерживается на уровне среднего прилива.
Под названием естественные бассейны в гидрографии понимается определенная территория, дающая со всей своей площади сток атмосферных осадков в определенный водный источник (река, озеро, море). Смежные - отделяются друг от друга линиями водораздела. Водораздельная линия проходит по наиболее высоким точкам и пересекает точки местности, имеющие противоположно направленные уклоны. Соответственно речной системе различается бассейн главной реки и ее притоков. Основными характеристиками являются площадь, длина, ширина и высота. Площадь - вычисляется по карте в горизонталях при помощи планиметра, а при отсутствии карты съемкой обходом с помощью угломерного инструмента.
Длиной называют прямую, соединяющую исток главной реки с устьем. Среднюю ширину получают, как частное при делении площади на длину главной реки. Средняя высота вычисляется по формуле
Hср = Σωh / Ω
где Q — площадь бассейна, ω— величина отрезка площади между соседними горизонталями и h — высота горизонтали.