Acquedotto: tipi, classificazione, regole operative, requisiti di sicurezza

L'uso delle risorse idriche è sempre stato una delle condizioni fondamentali per il mantenimento della vita umana. Il loro bisogno è condizionato non solo dai bisogni di bere, ma anche da quelli economici, e oggigiorno sempre più compiti industriali. La regolazione dell'uso delle risorse idriche è fornita da strutture idrauliche che hanno forme e contenuti funzionali differenti.

Informazioni generali sull'ingegneria idraulica

In senso generale, un oggetto idraulico può essere rappresentato come qualsiasi struttura funzionale o struttura che in qualche modo interagisce con l'acqua. Possono essere non solo i sistemi ingegneristici creati dall'uomo, ma anche i regolatori naturali, originariamente creati dalla natura, ma in seguito sfruttati dalle persone. Quali sono i compiti svolti dalle moderne strutture delle strutture idrauliche? I principali possono essere rappresentati come segue:

• Costruzioni destinate all'uso di risorse idriche. Di regola, questi sono oggetti con comunicazioni e attrezzature per l'approvvigionamento idrico.
• Impianti di protezione delle acque. Complessi, nell'infrastruttura di cui possono essere eseguite diverse attività. Il più comune per tali oggetti sono le restrizioni sull'uso e l'impatto sull'ambiente idrologico al fine di prevenire effetti dannosi su di esso.
• Edifici industriali Sistemi di ingegneria in cui la circolazione dell'acqua può essere utilizzata come fonte di energia.

Naturalmente, questa è solo una parte delle funzioni svolte dall'ingegneria idraulica. Succede raramente quando uno o due compiti sono assegnati a tali strutture. Solitamente complessi di grandi dimensioni supportano diversi processi di lavoro contemporaneamente, tra cui protezione ambientale, protezione, regolazione, ecc.

Strutture idrauliche maggiori e minori

Per cominciare, vale la pena di determinare la classificazione di base, in cui ci sono tipi permanenti di strutture idrauliche e temporanee. Secondo gli standard, il primo gruppo include oggetti maggiori e minori. Per quanto riguarda le strutture principali, esse sono intese come infrastrutture tecniche, la cui distruzione o danno può portare alla cessazione del normale funzionamento dell'economia servita mediante risorse idrauliche. Questo potrebbe essere l'arresto del sistema idrico di irrigazione, l'arresto delle centrali elettriche, la riduzione delle spedizioni, ecc. È importante considerare che l'energia delle turbine idrologiche può servire a intere imprese (marine, riparazione navale, riscaldamento). Di conseguenza, l'interruzione della fornitura di acqua interromperà le prestazioni di tali oggetti.

La categoria di servizi secondari comprende l'ingegneria idraulica, la cui distruzione o danneggiamento non comporta le conseguenze di cui sopra. Ad esempio, se le principali strutture idrauliche forniscono alle imprese risorse di produzione, quelle minori possono partecipare alla regolamentazione di questo processo senza avere un effetto significativo sul risultato.

Vale anche la pena ricordare le caratteristiche delle strutture temporanee che vengono utilizzate durante i periodi di attività di riparazione. Se la depressurizzazione si è verificata nella stessa struttura principale di approvvigionamento idrico, ad esempio, il personale di servizio con il progettista dovrà creare condizioni tecniche per correggere il problema. La soluzione a questo problema può essere l'organizzazione del lavoro di un complesso idroelettrico temporaneo.

Classificazione in base all'interazione con la risorsa

Lo stesso compito può essere eseguito in diversi modi. Come già notato, un complesso è in grado di supportare diversi processi funzionali, ma è in linea di principio che si distinguono le condizioni per l'interazione con un corpo idrico o uno scarico e, di conseguenza, la natura delle prestazioni di una particolare funzione. Secondo questi segni, si distinguono le seguenti strutture:

• Ritenzione idrica Progettato per bloccare il corso d'acqua, il bacino di recinzione o il laghetto a causa dell'adozione della pressione dell'acqua. Quando si valuta il corso d'acqua, si nota il livello sopra la stazione sostenuta dall'acqua (a monte) e sotto a valle. La differenza tra questi livelli è chiamata la pressione sulla struttura idrologica.
• Stazioni di bonifica multifunzionali. Questi possono essere prese d'acqua, paratoie, dighe e separatori d'acqua. All'interno di questo gruppo prevede anche la classificazione delle strutture idrauliche, in base al quale distinguere tra complessi di interfaccia e blocco.
• Acqua corrente. Tipicamente, l'infrastruttura di rete è formata da canali, tunnel, condotte, vassoi per il trasporto di acqua. Il loro compito è semplice: consegnare la risorsa dal punto di raccolta all'impianto di stoccaggio dell'acqua o al luogo finale di utilizzo dell'acqua.
• Assunzione di acqua Raccogli una risorsa dalle stesse unità per il trasporto ai consumatori.
• Sfioratore. A differenza delle strutture di presa, tali stazioni rimuovono solo l'acqua in eccesso. Questi oggetti includono canali di scarico profondi, canali di drenaggio, corsi d'acqua, ecc.
• Regolamentazione. Controllano l'interazione del flusso con il canale, impedendo all'acqua di sfuggire oltre la recinzione, l'erosione e la deposizione.

Impianti idraulici pericolosi

Questo gruppo di strutture può includere rappresentanti di tutti gli oggetti idraulici, indipendentemente dallo scopo. Una stazione pericolosa può essere dovuta ad un alto rischio di incidente, uno stato incustodito, essere in una zona a rischio a causa dell'influenza di fattori esterni, ecc. Le liste di oggetti pericolosi sono formate dagli specialisti EMERCOM e dai dipendenti di Rosprirodnadzor. Per ciascuna regione viene condotta una verifica completa con l'identificazione di oggetti in pericolo. Le strutture idrotecniche sono considerate pericolose dopo aver eseguito le seguenti procedure:

• Le caratteristiche morfometriche dell'oggetto sono identificate e affinate.
• Le condizioni tecniche della struttura e il grado della sua sicurezza sono determinati.
• Viene determinata la quantità potenziale di danno che può verificarsi in caso di incidente (ad esempio, dopo la distruzione del corpo della diga).
• L'area è suddivisa in zone attorno all'oggetto con un'area che dipenderà dal grado di rischio e minaccia dalla struttura specifica.

Dopo che l'oggetto è stato riconosciuto come pericoloso, la sua osservazione è organizzata e viene eseguito un programma di manutenzione, riparazione e restauro per eliminare o minimizzare la minaccia.

Oggetti idraulici generali e speciali

Le strutture generali sono considerate la maggior parte degli oggetti di ingegneria idraulica relativi alle stazioni di regolazione, di conduzione dell'acqua, di aspirazione dell'acqua e di scarico dell'acqua. Sono uniti da un unico principio di esecuzione delle loro funzioni, che può essere applicato tecnologicamente a diverse condizioni operative.

A loro volta, gli oggetti speciali dell'ingegneria idraulica sono progettati per l'uso in aree ristrette dove è necessario tenere conto delle specifiche dell'uso delle attrezzature. Ciò riguarda le sfumature di progettazione, i requisiti per la costruzione e il funzionamento diretto delle strutture idrauliche. Esempi di tali strutture sono ben dimostrati dall'infrastruttura del trasporto dell'acqua:

• Serrature di spedizione
• Strutture per la manutenzione delle attrezzature marittime.
• Navi da crociera e ormeggi.
• Lesospuski.
• Sollevatori di navi.
• Elling.
• Docks.
• Frangiflutti, ecc.

Nelle zone di pesca vengono utilizzati stagni per pesci, ascensori per pesci e pass pescate. Nell'infrastruttura sociale e di intrattenimento, questi possono essere parchi acquatici con piscine e acquari. In ciascun caso, le misure di manutenzione avranno le loro specifiche, che verranno prese in considerazione anche nella fase di sviluppo del progetto. Tuttavia, il compito tecnico per la costruzione dell'ingegneria idraulica dovrebbe essere considerato separatamente.

Progettazione di oggetti idraulici

La struttura della documentazione del progetto comprende calcoli tecnici delle strutture, caratteristiche dell'apparecchiatura utilizzata, nonché i risultati delle osservazioni sul campo delle condizioni operative della struttura futura per la rilevazione tempestiva di processi avversi e la comparsa di possibili difetti. L'ambiente dovrebbe essere valutato in modo completo e completo al fine di prevedere e, possibilmente, prevenire la minaccia di incidenti.

In particolare, il progetto per le strutture idrauliche include i seguenti dati:

• Elenco degli indicatori diagnostici e controllati dell'oggetto e delle sue basi, inclusi i criteri di sicurezza.
• Elenco degli impatti e carichi controllati sulle strutture dall'ambiente.
• La composizione delle osservazioni visive e strumentali.
• Risultati e condizioni operative della strumentazione.
• Soluzioni tecniche di progettazione e diagramma strutturale dello stato degli elementi dell'oggetto, nonché informazioni con previsione del comportamento della struttura quando si interagisce con fattori tecnogeni e naturali.

Un'attenzione particolare è riservata ai criteri di sicurezza, in base ai quali vengono prese anche decisioni sull'uso di attrezzature con determinate caratteristiche. Inoltre, i principali tipi di strutture idrauliche per il funzionamento continuo sono completati da progetti di risposta alle emergenze. Questa documentazione, in particolare, descrive le attività volte a prevenire le emergenze.

Requisiti di sicurezza

Dal momento dello sviluppo del progetto e per l'intero periodo di funzionamento, la sicurezza di un oggetto idraulico viene fornita in base ai requisiti della dichiarazione pertinente. Questo è il documento principale, che specifica i rischi, le minacce e le sfumature operative che dovrebbero essere prese in considerazione dal personale di servizio. I principali requisiti di sicurezza per le strutture idrauliche includono quanto segue:

• Mantenere un livello accettabile di rischio di incidenti.
• Diagnostica regolare di strutture e apparecchiature con successive regolazioni nella dichiarazione di sicurezza.
• Garantire la continuità della struttura.
• Mantenimento delle misure per l'organizzazione di equipaggiamenti di protezione e impianti di controllo tecnico.
• Monitoraggio di potenziali minacce all'oggetto.

Costruzione di strutture idrauliche

In primo luogo, i mezzi di lavoro di costruzione sono determinati. La questione del grado di meccanizzazione del processo è fondamentale, poiché nella maggior parte dei casi l'implementazione di progetti di stazioni idrotecniche avviene con il supporto di attrezzature speciali. Nelle primissime fasi di costruzione, i lavori di scavo vengono eseguiti con bulldozer, autocarri a cassone ribaltabile, caricatori ed escavatori, che consentono di allestire rapidamente trincee, pozzi, pozzi e semplicemente di liberare la piattaforma di lavoro.

In alcuni casi, il terreno è compattato. Ad esempio, quando si creano stagni con una ciotola di terreno. Tali operazioni vengono eseguite a strati su terreno bonificato utilizzando rulli speciali. Su siti di piccole dimensioni, è possibile utilizzare pammer diesel o benzina. Tuttavia, gli esperti raccomandano ancora di abbandonare gli utensili a mano in favore della meccanica. La raccomandazione è connessa non tanto all'accelerazione del ritmo del processo di lavoro quanto alla qualità del risultato. E questo riguarda soprattutto la costruzione di strutture idrauliche nella fase principale della costruzione della struttura. Il lavoro concreto richiede un rinforzo di alta qualità con reggiatura, l'uso di materiali di guida e l'aggiunta di plastificanti impermeabili.

Nella fase finale, viene eseguita la sistemazione ingegneristica della struttura. Unità funzionali, dispositivi tecnici e comunicazioni sono installati. Se stiamo parlando di una stazione autonoma, verranno utilizzati generatori non volatili, che richiederanno anche condizioni appropriate di detenzione nell'infrastruttura del complesso.

Operazione di ingegneria idraulica

L'attività principale del personale di servizio è legata al mantenimento del livello ottimale delle condizioni tecniche della struttura, nonché al controllo delle sue funzioni principali. Per quanto riguarda la prima parte operativa, si tratta delle attività di aggiornamento dei materiali di consumo, diagnostica dell'apparecchiatura, comunicazioni, ecc. In particolare, gli operatori verificano le condizioni tecniche delle reti di alimentazione, delle unità e dell'integrità dei materiali delle strutture. In caso di rilevamento di gravi malfunzionamenti o danni, le regole per il funzionamento delle strutture idrauliche richiedono la preparazione di un progetto separato per le misure di riparazione e ripristino, tenendo conto delle riserve materiali esistenti.

La seconda parte delle attività operative è incentrata sulle funzioni di controllo. Utilizzando l'automazione, la comunicazione e la telemeccanica, un altro team di operatori regola il funzionamento della struttura e delle sue unità funzionali, facendo affidamento su operazioni di controllo secondo parametri standard con carichi ammissibili.

Ricostruzione di strutture idrauliche

I processi di obsolescenza delle strutture e le crescenti esigenze del potenziale funzionale e di forza di un oggetto portano inevitabilmente alla necessità di modernizzazione. Di norma, i principali moduli e unità di lavoro sono sottoposti a ricostruzione senza interrompere il lavoro. Tuttavia, ciò dipenderà dalla natura delle modifiche pianificate. In ogni caso, un'ispezione di strutture idrauliche per opportunità di ricostruzione. Gli obiettivi finali possono essere l'aumento dell'affidabilità delle fondamenta dell'oggetto, l'aumento della capacità, l'aumento della capacità delle attrezzature di pompaggio, ecc. Successivamente vengono implementate operazioni specifiche relative alle modifiche delle proprietà tecniche e operative della struttura. Gli obiettivi vengono raggiunti rafforzando il suolo, sostituendo i materiali da costruzione e aggiungendo nuovi elementi strutturali.

Idrotecnica e protezione ambientale

Già in fase di progettazione, insieme alla dichiarazione di sicurezza, viene preparato un rapporto sulle attività che, nel corso dell'operazione, dovrebbero portare a un miglioramento della situazione ambientale. Inizialmente, la situazione viene valutata nelle condizioni dell'ambiente naturale e, in futuro, gli sviluppatori apportano un emendamento completo a sostegno della protezione degli oggetti naturali dopo che il progetto è stato implementato. In particolare, si stanno sviluppando misure biotecniche volte a proteggere la popolazione dagli incidenti nelle strutture idrauliche e creare le condizioni per neutralizzare i fattori operativi negativi.

Un'attenzione particolare è prestata all'influenza delle strutture edilizie e delle attrezzature sulle risorse idrologiche. Ad esempio, nei serbatoi vengono preparate scatole speciali per lo stoccaggio o lo scarico di rifiuti liquidi. Ogni struttura contiene anche mezzi tecnici per eliminare le fonti di sostanze chimiche pericolose o semplicemente sporche. Per il monitoraggio continuo del background ecologico, l'infrastruttura delle strutture idrauliche è completata da strumenti di misurazione che registrano gli indicatori biologici e chimici dei media dell'acqua e dell'aria. Le principali caratteristiche di questo tipo includono cromaticità, saturazione di ossigeno, concentrazione di alcuni elementi, indicatori sanitari, ecc.

conclusione

L'alta responsabilità dei siti idrologici è determinata dall'ampiezza delle loro aree di applicazione e dall'importanza dei compiti che risolvono. Di norma, le strutture idrauliche fungono solo da collegamento nella catena di lavoro di grandi cicli produttivi e economici. Ma gli obiettivi finali raggiunti con il supporto di tali oggetti possono essere estremamente importanti. Ad esempio, energia, bonifica dei terreni, trasporti, approvvigionamento idrico sono solo una parte delle aree in cui vengono utilizzate le risorse idriche.