Насос для дамбы: откачка фильтрационной воды и водоотлив за обвалованием

Дамба удерживает воду с одной стороны, но полностью её не останавливает. Через тело насыпи и грунт основания всегда идёт фильтрация, а на защищённую сторону ещё попадают дождь, талый снег и грунтовая вода. Если этой воде некуда уйти самотёком, её откачивают насосами. Насос для дамбы — это не один тип машины, а несколько задач, у каждой из которых свои требования. Как устроены дренаж и осушение на гидроэлектростанции, объясняет статья о насосах для ГЭС.

Где у дамбы нужны насосы

В каждой из задач насос стоит на защищённой или рабочей стороне и поднимает воду через дамбу в водоток. Перепад высот небольшой — обычно несколько метров, — но расход в паводок бывает очень большим.

Фильтрационная вода: откачивать, но не переусердствовать

У низового откоса дамбы делают дренаж: канаву, трубчатый дренаж или колодцы. Он собирает воду, просочившуюся через насыпь, и не даёт ей выходить на откос, размывать его и заболачивать территорию. Если дренажная канава ниже водоприёмника, воду из неё откачивают насосом с поплавком: он включается при подъёме уровня и выключается, когда канава опустеет.

Здесь есть важная тонкость. Слишком сильная откачка у подножия дамбы увеличивает перепад уровней между её сторонами. Скорость фильтрации растёт, вода может начать выносить частицы грунта, а это опасный процесс — суффозия. Поэтому режим откачки у постоянной дамбы задаёт проект, а не мощность доступного насоса. Признак беды — мутная вода в дренаже: она несёт грунт из тела дамбы. В этом случае откачку прекращают и вызывают специалистов.

Перекачка через обвалование в паводок

Когда река поднимается выше защищённой территории, самотёчные сбросы через дамбу закрывают. Дождевая и фильтрационная вода начинает копиться в понижениях, и её перекачивают в реку насосами через гребень. Это задача большой подачи на малом напоре. Подходят дренажные насосы с большим расходом:

Значения — паспортные максимумы, рабочая точка зависит от высоты гребня и длины рукава. Рукав перекидывают через гребень и опускают в реку ниже уровня воды. Через гребень его кладут плавно, без перегибов: на изломе рукав пережимается, подача падает. Подробно о выборе рукава — в статье о напорном рукаве. Как организуют откачку на подтопленной территории, описано в статье об откачке воды после паводка.

После перехода через гребень вода идёт вниз, и на длинной линии может возникнуть сифон: она продолжает течь и после остановки насоса. Если это не нужно, в верхней точке ставят вантуз или оставляют рукав открытым. Если нужно, — наоборот, это экономит электроэнергию: насос только запускает сифон.

Осушение котлована за перемычкой

При строительстве в русле — опор мостов, водозаборов, берегоукрепления — участок отгораживают временной перемычкой из грунта или шпунта и откачивают воду изнутри. Сначала откачивают основной объём, затем держат уровень, убирая постоянный приток через перемычку и дно. Насос в первые часы работает на полную подачу, затем переходит в режим поддержания уровня.

Вода внутри перемычки обычно с илом и песком. Если в ней много твёрдого, вместо дренажной машины берут грязевую — см. статью о грязевом насосе для котлована. Порядок расчёта притока и подбора — в статьях о расчёте водопонижения и о насосе для откачки котлована.

Как поставить насос у дамбы

• Не на откос. Насос с рукавами и кабелем — это нагрузка и вибрация. Его ставят в приямок или колодец у подножия, а не на склон дамбы.
• Не в ил. На дне приямка — подставка или подвес на тросе, чтобы насос не засасывал грунт.
• Обратный клапан на напорной линии нужен, если вода после остановки не должна стекать обратно, — см. статью об обратном клапане.
• Резерв. В паводок остановка насоса означает подтопление. Ставят минимум две машины и резервное питание — генератор.
• Защита от сухого хода. Уровень в дренаже меняется, поэтому нужен поплавок или датчик уровня — см. статью о сухом ходе.

Частые вопросы

Какой насос нужен для откачки воды за дамбой? Дренажный погружной с большой подачей и напором, которого хватает на подъём через гребень с учётом потерь в рукаве.

Можно ли откачивать воду у подножия дамбы без ограничений? Нет. Сильная откачка увеличивает перепад уровней и скорость фильтрации, и вода может начать выносить грунт из тела дамбы. Режим задаёт проект.

Что значит мутная вода в дренаже дамбы? Она несёт частицы грунта. Это опасный признак: откачку останавливают и вызывают специалистов.

Сколько насосов ставить в паводок? По расчётному притоку плюс резерв. Две машины в параллель надёжнее одной большой — см. статью о параллельной работе насосов.

Вывод: у дамбы насосы откачивают фильтрационную воду, перекачивают воду с защищённой территории в паводок и осушают котлованы за перемычками. Для этого нужна большая подача на малом напоре, резерв и автоматика по уровню. Главное правило — откачка не должна ускорять фильтрацию через саму дамбу. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.