НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ, совокупность насосного оборудования и вспомогательных сооружений и зданий для подъёма воды из источника и подачи её при орошении, водоснабжении и осушении. Насосные станции с приводом от гидравлических двигателей известны были в России ещё в 16 в. Водоподъёмные установки (см. Водоподъёмники) простейшего типа с появлением в 18 в. поршневых, а затем центробежных насосов и паровой машины были вытеснены более мощными и совершенными Н. с. В нашей стране строительство Н. с. для целей орошения, осушения и водоснабжения (см.), оборудованных современными машинами, получило широкий размах. Маломощные водоподъёмные установки с устаревшим оборудованием заменены современными Н. с. и построены новые.

Рис. 1. Локомобильная насосная станция: 1 - локомобиль; 2 - насос; 3 - всасывающий трубопровод; 4 - водоприёмник; 5 - напорный трубопровод; 6 - напорный бассейн

Механический водоподъём применяется как для орошения всей данной площади целиком, так и для орошения отдельных, повышенных участков в пределах площади самотёчного орошения (причём вода поднимается из реки или из оросительных каналов). Такое сочетание самотёчного орошения и орошения с механическим подъёмом воды во многих случаях вполне целесообразно.

По своему назначению Н. с. с водозабором из открытых источников (рек, озёр, каналов и подземных вод) подразделяются: на оросительные, осушительные, водопроводные (станции водоснабжения) и смешанные. Все указанные Н. с. могут быть стационарными, т. е. не меняющими своё местоположение, передвижными или пловучими, строящимися на реках, имеющих большие колебания горизонтов воды. По роду привода Н. с. бывают: 1) электрифицированные, когда насосы (см.) приводятся в работу электромоторами; 2) тепловые, т. е. с приводом насосов от локомобилей (рис. 1), двигателей внутреннего сгорания, газогенераторных двигателей; 3) гидравлические с приводом от гидротурбин, водяных колёс; 4) механические с приводом от ветродвигателей или живой силы. Сюда относятся и таранные установки. Тип, конструкция и узел гидротехнических сооружений Н. с. зависят от назначения Н. с, оборудования, от местных естественно-исторических условий.

Оросительные Н. с, забирающие воду из открытых водоёмов: рек, водохранилищ (см.), называются головными станциями, или станциями 1-го подъёма, а Н. с, забирающие воду из магистральных оросительных каналов, - зональными станциями, или станциями 2-го, 3-го и т. д. подъёма. Узел сооружений головной оросительной станции в наиболее полном своём составе может включать в себя след. сооружения, расположенные последовательно: подводящий канал, или ковш; отстойник, сооружаемый на реках, несущих большое количество взвешенных наносов (см.), в нек-рых случаях отстойник сооружается на отводящем оросительном канале, в к-рый подаёт воду Н. с; водоприёмник, забирающий воду из канала и подающий в самотёчную линию; самотёчную линию и смотровые колодцы на ней; береговой или водозаборный колодец; всасывающий трубопровод, здание Н. с. с механическим оборудованием в нём, напорный трубопровод; напорный или водовыпускной бассейн и разводящую сеть оросительных трубопроводов с водовыпусками. Узел сооружений оросительной станции второго и др. подъёма обычно состоит из: аванкамеры, т. е. расширенной части подводящего канала, водоприёмника, совмещённого со зданием станции или стоящего отдельно, здания станции, напорного трубопровода и напорного бассейна, к-рый может быть также совмещён со зданием станции.

Осушительные Н. с. (рис. 2), предназначенные для перекачки поверхностного стока и дренажных вод с осушаемого массива, а также станции, перекачивающие сбросные воды оросительных систем, схожи с оросительными станциями, расположенными на каналах. В отдельных случаях на осушительных станциях предусматривается строительство шлюза для сброса воды в водоприёмник самотёком, а также строительство дамбы, ограждающей осушаемую территорию. В этом случае здание Н. с. может находиться перед дамбой, в теле дамбы или за дамбой. В случае, когда вода к Н. с. подводится дренажной системой, тогда в узел сооружений осушительной станции включается также коллектор, в к-рый поступает вода из дренажной системы.

Рис. 2. Осушительная насосная станция

Рис. 3. Пловучая насосная станция

Водопроводные Н. с. с забором воды из открытых водоисточников разделяются на 2 группы: насосные станции 1-го подъёма, подающие воду на очистные сооружения, и насосные станции 2-го подъёма, забирающие воду из очистных сооружений и подающие её в напорный резервуар и разводящую водопроводную сеть (см. Водопровод). В зависимости от местных условий, размеров сооружений насосная станция 1-го и 2-го подъёма и очистные сооружения могут быть расположены отдельно друг от друга или совмещаться. Узел сооружений водопроводной станции до напорного трубопровода не отличается от узла сооружений оросительной Н. с. При заборе подземных вод из скважин или шахтных колодцев, вода в к-рых не содержит примесей, из состава узла сооружений Н. с. исключаются очистные сооружения, кроме установки хлорирования, если она необходима.

Пловучие Н. с. (рис. 3) сооружают на реках и водохранилищах, имеющих большое колебание горизонтов воды, когда строительство стационарной станции получается чрезмерно дорогим и сложным. Пловучие Н. с. строят также в случае, если река имеет неустойчивое русло или размываемые берега, крепление к-рых связано с большими затратами. Пловучие Н. с. целесообразно сооружать также в случае, когда река имеет большое количество взвешенных наносов, т. к. она позволяет забирать воду из верхних, наиболее осветлённых, горизонтов воды. Узел сооружений пловучей Н. с. состоит: из плавающего понтона (судна) той или иной конструкции с размещённым в нём гидромеханическим и силовым оборудованием, напорного гибкого (подвижного) трубопровода, стационарного напорного трубопровода и водовыпускного бассейна. Судно Н. с. может быть металлическим, железобетонным или деревянным. Наиболее экономичным считается железобетонное, т. к. оно может быть построено на месте, не нуждается в ремонте, окраске; для строительства его требуется меньше металла по сравнению с металлическим. Металлические понтоны могут быть сооружены только на специализированном заводе, они нуждаются в ежегодной окраске и менее долговечны, чем железобетонные. Размеры корпуса судна, а следовательно, и его водоизмещение, определяются размещением основного и вспомогательного оборудования и служебных помещений. Разработка рабочих чертежей и постройка пловучих понтонов (судов) разрешается только по утверждении общего проекта Речным регистром СССР. Напорный трубопровод пловучей Н. с. применяется для подачи воды от насосов, расположенных на понтоне, в приёмный бассейн и состоит из стационарного трубопровода, укладываемого на берегу, и гибкого (пловучего) трубопровода. В зависимости от условий работы напорный гибкий трубопровод может иметь след. конструкцию: а) при диам. трубопровода больше 250 мм отдельные звенья металлических труб соединяются между собой посредством резиновых патрубков или же при помощи сальниковых шарниров, допускающих поворот труб относительно друг друга под нек-рым углом. Если диам. трубопровода меньше 250 мм, то его можно целиком делать из резиновых гибких шлангов. Гибкий трубопровод располагают на пловучих металлических понтонах, соединённых между собой посредством шарниров и цепей. Иногда трубопровод укладывают на металлическую ферму, опирающуюся своими концами на понтон станции и на береговую опору. Конструкции Н. с. чрезвычайно разнообразны и зависят от многих условий. Узел гидротехнических сооружений (см.) Н. с. также разнообразен, но общие требования, к-рым должны удовлетворять эти сооружения, остаются неизменными для всех насосных станций.

Рис. 4. Насосная станция с совмещением водоприёмника и напорного бассейна со зданием

Водоприёмники Н. с. Советская гидротехника разработала много совершенных конструкций водоприёмников для водоснабжения и орошения, к-рые работают в разных условиях. Типы водоприёмников разделяются на водоприёмники береговые, русловые и водоприёмники, расположенные на каналах. Береговые водоприёмники строят при наличии больших глубин у берега. Эти водоприёмники совмещают со зданием Н. с. (рис. 4) или строят отдельно, закрытые, т. е. имеющие перекрытия, и открытые водоприёмники. Русловые водоприёмники или озёрные строят в случаях, когда имеется затапливаемая в паводок пойма реки или имеют место небольшие глубины у берега реки (или озера). В конструктивном отношении эти водоприёмники подразделяются: на водоприёмники типа мостового устоя, строящиеся из железобетона, и незатапливаемые и ряжевые, или шпунтовые, затапливаемые в паводок. Водоприёмники, расположенные на каналах, бывают совмещённые со зданием Н. с. или строятся отдельно, открытые или закрытые (камерные), с лобовым или боковым водозабором. Основные требования, к-рым должен удовлетворять водоприёмник, следующие: водоприёмник должен быть прочным и устойчивым, не пропускать к насосам плавающие и взвешенные в воде предметы, не стеснять и не нарушать судоходство на реке или озере. См. также Водоприёмник.

Здания Н. с. по общим конструктивным признакам бывают след. типа: блочные, камерные и водопроводные (рис. 5). В свою очередь, эти типы зданий подразделяются на блочно-шахтные, шахтно-камерные с "мокрой" или "сухой" камерой. Здание Н. с. разделяется на надводную (надземную) и подводную (подземную) части. Надводная часть служит для размещения силового оборудования, приспособлений для монтажа и служебных помещений, а подводная - для размещения насосов (см. Насосы), всасывающих и напорных трубопроводов с арматурой, дренажного, масляного и противопожарного оборудования. Размеры зданий определяются размещением соответствующего оборудования, возможностью удобного и безопасного его обслуживания, монтажа и демонтажа. Для обслуживания здания обычно предусматривают устройство подъездов, нагорных канав, отводящих воду от здания, водостоков, ограждений, а также благоустройство площадки вокруг здания. При Н. с. большой мощности обычно сооружают служебные помещения, жилой посёлок с вспомогательными помещениями.

Рис. 5. Насосная станция 'водопроводного' типа на канале

Напорные трубопроводы служат для подачи воды от насосов до напорного бассейна или другого сооружения (разводящей сети, напорных баков). Напорные трубопроводы, укладываемые в пределах здания, применяют только металлические с фланцевыми соединениями; за пределами здания Н. с, в зависимости от технико-экономических условий, могут быть: металлические, стальные или чугунные, асбоцементные, железобетонные. Деревянные трубопроводы при сезонной работе Н. с, ввиду их недолговечности, применять не рекомендуется. Материал трубопровода устанавливают на основании технико-экономических расчётов. Асбоцементные трубопроводы применяют размером диам. до 600 мм и напоре до 50 м. При отсутствии на трассе трубопровода валунов, грунтовых вод трубопровод укладывают в землю на глубину не меньше 0,5 - 0,8 м. Металлические стальные трубопроводы применяют различных диаметров при разных напорах. Соединение отдельных звеньев трубопровода осуществляют посредством сварки или фланцев. Обычно стыки стальных трубопроводов диам. до 0,7 - 1,0 м соединяют сваркой. Если трубопровод соединяют на фланцах, то укладка его в землю недопустима. В этом случае трубопровод монтируют на поверхности земли на спец. бетонных или каменных опорах. В местах поворота трубопровода в горизонтальной или вертикальной плоскостях устанавливают анкерные опоры, в к-рые заделывают трубопровод наглухо. Чугунный трубопровод в практике строительства оросительных и осушительных Н. с. применяют редко. Напорный трубопровод оборудуют задвижками, обратными и предохранительными клапанами, вантузами и водовыпусками. Напорные бассейны служат для приёма-воды из напорных трубопроводов и транспортировки её в отводящие каналы, в бассейн или др. водоприёмник. Размеры и конструкция напорного бассейна зависят от количества и размеров напорных трубопроводов, выходящих в напорный бассейн, и от расхода воды, проходящей через бассейн. В конструктивном отношении напорные бассейны разделяют на шлюзовые, ковшевые, сифонные и колодезные. Обычно при диам. напорных трубопроводов 250 - 500 мм применяют напорные бассейны ковшевого типа и при диам. св. 500 мм - шлюзового типа. Сифонные напорные бассейны применяют в специальных случаях и при постановке на Н. с. пропеллерных насосов. Напорные бассейны колодезного типа применяют при диам. напорных трубопроводов меньше 250 мм. По местоположению напорные бассейны бывают совмещёнными со зданием Н. с. или отдельно от здания. Для предупреждения обратного излива воды из напорного бассейна в трубопровод (напр., при внезапной остановке и при отсутствии на всасывающих трубах приёмного клапана), на конце трубопровода в напорном бассейне устанавливают автоматически действующие обратные клапаны, закрывающие вход воды в трубопровод при обратном её течении. Бассейн суточного регулирования на оросительных Н. с. строят в трёх основных случаях: когда график расхода воды, забираемой на орошение, не совпадает с графиком подачи воды насосами; когда полив происходит круглосуточно, а работа Н. с. круглые сутки без перерыва невозможна (осмотр оборудования, охлаждение тепловых двигателей и заправка их); когда энергия для Н. с. поступает с перерывами в течение суток (напр., ветровая), а воду на орошение требуется подавать круглые сутки. Устройство на Н. с. бассейнов суточного или даже сезонного регулирования в большинстве случаев является полезным. Размеры, ёмкость и форма регулирующего бассейна зависят от местных топографических условий и определяются технико-экономическими расчётами.

Эксплуатация насосных станций требует безаварийного использования оборудования и сооружений путём своевременного и качественного ремонта и поддержания работоспособности станции. Эксплуатация оросительной Н. с. разделяется на 3 периода: подготовку станции к пуску весной, рабочий период и нерабочий период станции (зимний). В подготовительный период проводятся след. мероприятия: набор и подготовка обслуживающего персонала, приведение Н. с. в рабочее состояние, проверка оборудования в работе путём пробного пуска, устранение обнаруженных неполадок, заготовка горючего и смазочного, составление плана (графика) работы Н. с. и обслуживающего персонала на оросительный период. К мероприятиям по подготовке Н. с. к работе относится также наблюдение за пропуском паводка и ледохода и проведение необходимых противопаводковых мероприятий. В рабочий период эксплуатация отдельных сооружений Н. с. заключается в соблюдении постоянного надзора за сохранностью и исправной работой оборудования и сооружений, в выполнении графика работ. В нерабочий период обслуживающий персонал производит: осмотр оборудования Н. с. и сооружений; подготовку к ремонту и проведение всех ремонтных работ; перевод оборудования и сооружений Н. с. на зимнее хранение или зимнюю работу в качестве привода к с.-х. машинам; поднятие своей квалификации; обработку и анализ работы Н. с. за рабочий период; составление заявок и размещение заказов на ремонт оборудования, топливо, смазку, запасные части и др. материалы. Особое внимание д. б. обращено на правильный перевод оборудования и механизмов на зимнее хранение и защиту.

Литература: Гениев Н., Водоснабжение железнодорожных станций, [4 изд.], М., 1934; Малишевский Н., Насосные станции, Харьков - Киев, 1934; Оводов В., Сельскохозяйственное водоснабжение. Общий курс, М., 1939; Оводов В. и Ильим В., Проектирование сельскохозяйственного водоснабжения, М. 1950; Флоринский М., Насосные установки и станции, М., 1946; Эксплоатация оборудования колхозных насосных станций, М., 1950.