LU87349A1

LU87349A1 - Water intake unit esp. for dammed reservoir - comprises frame with pivoted pipe adjustable by winch to vary level of intake end

Info

Publication number: LU87349A1
Application number: LU87349A
Authority: LU
Inventors: Hansen Guy; Petry Rudy
Original assignee: Wurth Paul Sa
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1990-04-06

Abstract

A water intake unit, for use especially in a natural or artificial reservoir held back by a dam to draw off water for treatment to produce drinking water, consists of a pipe (10) which is mounted on a frame standing in the water and able to pivot about a horizontal axis. The free end of the pipe is equipped with a strainer (12), and the pivoted end has two bearings (30). The movement of the pipe - so that the intake end remains at a certain depth in the water - is carried out by means of a winch (5) and cable (52). The supporting frame is made from stainless steel and is set in foundations on the bed of the reservoir, and its upper end, above the highest water level, has a cabin containing the winch and its equipment.

Description

DISPOSITIFDEPRISE D'EAÜDEVICE FOR EAE

La présente invention concerne un dispositif de prise d'eau dans un réservoir d'eau naturel ou artificiel, notamment dans le réservoir d'un barrage en vue de son traitement pour la production d'eau potable.The present invention relates to a device for taking water from a natural or artificial water reservoir, in particular from the reservoir of a dam with a view to its treatment for the production of drinking water.

Les crépines d'aspiration pour la prise d'eau potable dans le réservoir d'un barrage sont généralement fixées sur le côté amont du mur de la digue à l'extrémité d'une conduite traversant le fond de cette digue et reliées, du côté aval, à une station de pompage. Un tel emplacement présente, toutefois, plusieurs inconvénients. D'abord, la répine est difficilement accessible en vue de l'entretien et du nettoyage qu'elle nécessite de temps en temps. En outre, la prise d'eau à proximité immédiate de la digue du barrage n'est pas un positionnement idéal, à cause des impuretés et déchets qui s'y accumulent. Par ailleurs, l'emplacement fixe de la crépine d'aspiration ne permet pas de profiter des fluctuations de la qualité de l'eau. On a, en effet, constaté que la qualité de l'eau peut varier suivant les saisons et suivant le niveau de profondeur. Par exemple, les algues qui s'étalent généralement en nappes remontent ou descendent suivant les saisons.The suction strainers for the intake of drinking water into the reservoir of a dam are generally fixed on the upstream side of the wall of the dam at the end of a pipe crossing the bottom of this dam and connected, on the side downstream, to a pumping station. Such a location has, however, several drawbacks. First, the repin is difficult to access for the maintenance and cleaning that it requires from time to time. In addition, the water intake in the immediate vicinity of the dam is not an ideal position, because of the impurities and waste that accumulate there. Furthermore, the fixed location of the suction strainer does not allow to take advantage of fluctuations in water quality. It has been found that the quality of water can vary according to the seasons and according to the level of depth. For example, the algae which generally spread out in sheets go up or down according to the seasons.

Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau dispositif de prise d'eau qui est réglable en hauteur et qui, de ce fait, permet d'optimaliser la qualité de l'eau récoltée.The object of the present invention is to provide a new water intake device which is adjustable in height and which, therefore, makes it possible to optimize the quality of the water collected.

Pour atteindre cet objectif, la présente invention prévoit un dispositif de prise d'eau dans un réservoir d'eau naturel ou artificiel, notamment dans le réservoir d'un barrage en vue de son traitement pour la production d'eau potable, qui est caratérisé par un tube de prise d'eau avec une crépine d'aspiration à l'extrémité libre de ce tube, ce tube étant monté sur une charpente dans l'eau de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal sous l'action d'un câble par lequel il est relié à un treuil à la surface de l'eau et par un dispositif de prélèvement d'échantillons d'eau à différents niveaux de profondeur en vue de leur analyse. L'extrémité du tube de prise d'eau qui est opposée à celle comportant la crépine d'aspiration est en forme de "T" dont la section transversale est logée dans deux paliers fixés sur la charpente pour pouvoir tourner autour de son axe, cette section étant reliée par un raccord pivotant à une conduite d'évacuation de 1'eau.To achieve this objective, the present invention provides a device for taking water from a natural or artificial water reservoir, in particular from the reservoir of a dam with a view to its treatment for the production of drinking water, which is characterized by a water intake tube with a suction strainer at the free end of this tube, this tube being mounted on a frame in the water so as to be able to pivot around a horizontal axis under the action of 'a cable by which it is connected to a winch on the surface of the water and by a device for taking water samples at different depth levels for analysis. The end of the water intake tube which is opposite to that comprising the suction strainer is in the shape of a "T" whose cross section is housed in two bearings fixed on the frame to be able to rotate around its axis, this section being connected by a swivel connector to a water discharge pipe.

Dans le mode de réalisation le plus simple, le treuil est monté au sommet de la digue. Dans ce mode de réalisation la charpente immergée doit se trouver à proximité de la digue. Toutefois, dans son mode de réalisation préféré, la charpente sera plus éloignée de la digue et sera érigée à une distance de l'ordre d'une centaine de mètres en amont de la digue au milieu du fond du réservoir. Dans ce cas, la charpente est, de préférence, conçue sous forme d'un trépied en acier inoxydable ancrée dans des fondations au fond du réservoir et portant, hors de la surface, au-dessus du niveau maximal possible de l'eau, une plate-forme avec une cabine dans laquelle sont hébergés le treuil et l'équipement technique.In the simplest embodiment, the winch is mounted at the top of the dike. In this embodiment, the submerged frame must be located near the dike. However, in its preferred embodiment, the frame will be further from the dam and will be erected at a distance of the order of a hundred meters upstream of the dam in the middle of the bottom of the reservoir. In this case, the frame is preferably designed in the form of a stainless steel tripod anchored in foundations at the bottom of the tank and carrying, outside the surface, above the maximum possible level of water, a platform with a cabin in which the winch and technical equipment are housed.

La charpente peut comporter entre le trépied et la plate-forme, sur une hauteur correspondant aux fluctuations maximales du niveau d'eau, une cage cylindrique étanche à l'eau, autour de laquelle est aménagé un escalier en colimaçon d'accès à la cabine. L'un des pieds de la charpente peut comporter, à différents niveaux et sur une hauteur correspondant au moins à la hauteur maximale de la possibilité de mouvement vertical de la crépine d'aspiration, des ouvertures de prélèvement d'échantillons d'eau, reliées individuellement par des conduites séparées à une pompe aspirante - refoulante prévue dans ladite cage cylindrique, chacune des conduites séparées comprenant une électrovanne commandée à distance depuis la cabine.The frame may include between the tripod and the platform, over a height corresponding to the maximum fluctuations in the water level, a watertight cylindrical cage, around which is a spiral staircase for access to the cabin . One of the legs of the frame may have, at different levels and over a height corresponding at least to the maximum height of the possibility of vertical movement of the suction strainer, openings for taking water samples, connected individually by separate lines to a suction - discharge pump provided in said cylindrical cage, each of the separate lines comprising a solenoid valve controlled remotely from the cabin.

Une prise d'échantillons d'eau supplémentaire est prévue sur la crépine d'aspiration et est reliée par une conduite flexible et une pompe à un bassin de réception dans la cabine.An additional water sampling is provided on the suction strainer and is connected by a flexible pipe and a pump to a receiving basin in the cabin.

Le dispositif proposé est, de préférence, associé à un dispositif de décongélation constitué par une conduite circulaire aménagée autour de la base de ladite cage cylindrique et comprenant des gicleurs reliés à une source d'air sous pression actionnée automatiquement sous la commande de sondes thermiques.The proposed device is preferably associated with a defrosting device constituted by a circular pipe arranged around the base of said cylindrical cage and comprising nozzles connected to a source of pressurized air actuated automatically under the control of thermal probes.

Le trépied peut comporter deux butées d'arrêt déterminant respectivement les positions extrêmes supérieure et inférieure du tube pivotant de prise d'eau. D'autres particularités et caractéristiques ressortiront de la description d'un mode de réalisation préféré, présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue latérale d'un dispositif de prise d'eau selon la présente invention et la figure 2 représente une coupe horizontale suivant le plan II-II de la figure 1.The tripod may include two stop stops respectively determining the upper and lower extreme positions of the pivoting water intake tube. Other particularities and characteristics will emerge from the description of a preferred embodiment, presented below, by way of illustration, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a side view of a gripping device of water according to the present invention and FIG. 2 represents a horizontal section along the plane II-II of FIG. 1.

Les figures 1 et 2 montrent un tube 10 de prise d'eau pourvu, à son extrémité libre, d'une crépine d'aspiration 12 et monté, par son extrémité opposée, de façon pivotante sur une charpente afin de pouvoir être déplacé entre les positions extrêmes supérieure et inférieure montrées en traits interrompus sur la figure 1. Dans l'exemple représenté, la charpente est constitué par un trépied 14 réalisé par une construction tubulaire soudée en acier inoxydable, comprenant des trous d'aération pour éviter une force ascensionnelle. Le trépied 14 est essentiellement constitué de trois pieds 16, 18, 20 ancrés solidement dans des fondations en béton à une distance de l'ordre d'une centaine de mètres en amont de la digue d'un barrage non représenté.Figures 1 and 2 show a water intake tube 10 provided, at its free end, with a suction strainer 12 and mounted, by its opposite end, pivotally on a frame so as to be able to be moved between the upper and lower extreme positions shown in broken lines in Figure 1. In the example shown, the frame is constituted by a tripod 14 made by a welded tubular construction in stainless steel, comprising ventilation holes to avoid a rising force. The tripod 14 essentially consists of three feet 16, 18, 20 anchored securely in concrete foundations at a distance of the order of a hundred meters upstream from the dike of a not shown dam.

Une plate-forme intermédiaire 24 fixée entre les trois pieds 16, 18 et 20 sert au montage du tube 10. A cet effet, le tube 10 se présente sous forme d'un "T" dont la section transversale 26 est logée horizontalement dans deux paliers 28 et 30 fixés sur cette plate-forme intermédaire 24. Le tube 10 peut donc pivoter autour de cet axe horizontal dans les paliers 28 et 30 pour occuper toute position voulue entre les positions extrêmes représentées sur la figure 1. La partie transversale 26 du tube 10 est, par ailleurs, reliée par un raccord pivotant 32 connu en-soi, à une conduite fixe 34 d'évacuation de l'eau récoltée à travers la crépine 12 et le tube 10. Cette conduite 34 dirige l'eau vers une station de traitement et d'épuration, éventuellement à travers une station de pompage.An intermediate platform 24 fixed between the three legs 16, 18 and 20 is used for mounting the tube 10. For this purpose, the tube 10 is in the form of a "T" whose cross section 26 is housed horizontally in two bearings 28 and 30 fixed on this intermediate platform 24. The tube 10 can therefore pivot around this horizontal axis in the bearings 28 and 30 to occupy any desired position between the extreme positions shown in FIG. 1. The transverse part 26 of the tube 10 is, moreover, connected by a pivoting connector 32 known per se, to a fixed pipe 34 for discharging the water collected through the strainer 12 and the tube 10. This pipe 34 directs the water to a treatment and purification station, possibly through a pumping station.

Les références 36 et 38 désignent deux butées de fin de course, fixées à des endroits appropriés sur le trépied 14 qui servent à limiter l'amplitude maximale des pivotements du tube 10.The references 36 and 38 designate two end-of-travel stops, fixed at appropriate locations on the tripod 14 which serve to limit the maximum amplitude of the pivoting of the tube 10.

Le trépied 14 est surmonté d'une cage tubulaire cylindrique 40 qui s'étend sur une hauteur au moins égale à la différence entre le niveau maximal et le niveau minimal de la surface du réservoir d'eau, représenté respectivement par 42 et 44. Cette cage 40 est surmontée d'une cabine fermée 46 qui est protégée des intempéries et qui renferme les équipements techniques. Cette cabine 46 émerge toujours de l'eau étant donné qu'elle se trouve au-dessus du niveau maximal 42. Cette cabine 46 est accessible par un escalier 48 en colimaçon aménagé autour de la cage 40.The tripod 14 is surmounted by a cylindrical tubular cage 40 which extends over a height at least equal to the difference between the maximum level and the minimum level of the surface of the water tank, represented by 42 and 44 respectively. cage 40 is surmounted by a closed cabin 46 which is protected from the weather and which contains the technical equipment. This cabin 46 always emerges from the water since it is above the maximum level 42. This cabin 46 is accessible by a spiral staircase 48 arranged around the cage 40.

Dans la cabine 46 se trouve, entre autre, un treuil 50 actionné par un moteur électrique et relié par un câble 52 au tube pivotant de prise d'eau 10. Ce treuil 50 permet, par conséquent, de conserver ou de modifier le niveau de la crépine d'aspiration 12, sous la commande d'un opérateur ou, éventuellement, sous commande automatique des résultats d'analyse d'échantillons, tel que décrit plus en détail par la suite. La commande du treuil 50 comporte, de façon connue en-soi, des interrupteurs de fin de course associés avec un système de freinage, ainsi qu'un détecteur de surcharge pour arrêter l'action du treuil lorque le tube 10 heurte un obstacle flottant dans 1'eau.In the cabin 46 there is, among other things, a winch 50 actuated by an electric motor and connected by a cable 52 to the pivoting water intake tube 10. This winch 50 therefore makes it possible to maintain or modify the level of the suction strainer 12, under the control of an operator or, optionally, under automatic control of the results of analysis of samples, as described in more detail below. The winch control 50 comprises, in a manner known per se, limit switches associated with a braking system, as well as an overload detector to stop the action of the winch when the tube 10 strikes a floating obstacle in Water.

Le dispositif proposé par l'invention comporte également un système d'échantillonnage pour déterminer la qualité de l'eau à différents niveaux et modifier, la cas échéant, le positionnement du tube 10 en fonction du résultat de ces analyses. Dans le mode de réalisation représenté, le pied 18 comporte une série d'ouvertures 54 de prélèvement d'échantillons prévus à différents niveaux sur une hauteur correspondant à la possibilité de mouvement vertical de la crépine d'aspiration 12. Chacune de ces ouvertures 54 est reliée à travers le pied 18 par une conduite séparée, pourvue chacune d'une électrovanne, non représentée, à une pompe aspirante refoulante 56, installée au sec dans la cage 40 et qui expédie les échantillons par une conduite commune 58 dans un bassin de réception installé dans la cabine 46. L'opérateur peut donc sur un pupitre de commande dans la cabine 46 actionner, à distance et au choix, une électrovanne pour prendre un échantillon à un niveau déterminé. Avant la prise de chaque échantillon, la pompe 56 évacuera l'eau qui se trouvait encore auparavant dans les conduites.The device proposed by the invention also includes a sampling system for determining the quality of the water at different levels and modifying, if necessary, the positioning of the tube 10 according to the result of these analyzes. In the embodiment shown, the foot 18 has a series of apertures 54 for taking samples provided at different levels over a height corresponding to the possibility of vertical movement of the suction strainer 12. Each of these openings 54 is connected through the foot 18 by a separate pipe, each provided with a solenoid valve, not shown, to a pressure suction pump 56, installed dry in the cage 40 and which dispatches the samples by a common pipe 58 in a receiving basin installed in cabin 46. The operator can therefore operate a solenoid valve on a control console in cabin 46, as desired, to take a sample at a determined level. Before taking each sample, the pump 56 will evacuate the water which was still previously in the pipes.

Au lieu de l'échantillonnage par les ouvertures 54 et les électrovannes, il est possible de prévoir une pompe immersible pouvant être descendue, à l'aide d'un treuil, à différents niveaux de profondeur.Instead of sampling through the openings 54 and the solenoid valves, it is possible to provide a submersible pump which can be lowered, using a winch, to different levels of depth.

Cet échantillonnage décrit ci-dessus permet, par conséquent, de déterminer le niveau de profondeur où la qualité de l'eau est la meilleure et de pouvoir modifier, le cas échéant, le positionnement du tube de prise d'eau 10 afin de pouvoir profiter de la meilleure qualité de l'eau.This sampling described above therefore makes it possible to determine the level of depth where the water quality is the best and to be able to modify, if necessary, the positioning of the water intake tube 10 in order to be able to take advantage of the best water quality.

Un second dispositif d'échantillonnage permet de surveiller, en permanence, la qualité de l'eau au niveau effectif d'aspiration. A cet effet, une prise d'échantillons d'eau 60 est prévue, à l'extrémité du tube 10 dans la région de la crépine 12 et l'eau qui y pénètre est aspiré à travers une conduite flexible 62 par une pompe 64 également installée dans la cage 40 et qui refoule ces échantillons dans le bassin de réception dans la cabine 46. Cet échantillonnage peut, bien entendu, également être effectué par une pompte immersible.A second sampling device makes it possible to continuously monitor the quality of the water at the actual suction level. For this purpose, a water sampling 60 is provided, at the end of the tube 10 in the region of the strainer 12 and the water which penetrates therein is sucked through a flexible pipe 62 by a pump 64 also installed in the cage 40 and which pushes these samples into the receiving tank in the cabin 46. This sampling can, of course, also be carried out by an immersible pump.

Pour éviter tout risque en cas de gel, le dispositif est, de préférence, associé à un système de décongélation. Ce système peut être constitué par une conduite circulaire 66 prévue autour de la base de la cage 40 et comprenant une série de gicleurs alimentés en air comprimé par un compresseur se trouvant dans la cabine 46 et pouvant être enclenché automatiquement sous la surveillance et la commande de sondes thermiques. Ce système empêche l'eau de geler autour de la cage 40 par le pétillement de l'air sous pression s'échappant de la conduite 66 et par les remous faisant remonter de l'eau plus chaude des profondeurs vers la surface.To avoid any risk in the event of frost, the device is preferably associated with a defrosting system. This system can be constituted by a circular pipe 66 provided around the base of the cage 40 and comprising a series of nozzles supplied with compressed air by a compressor located in the cabin 46 and which can be automatically engaged under the monitoring and control of thermal probes. This system prevents the water from freezing around the cage 40 by the sparkling of pressurized air escaping from the pipe 66 and by the eddies bringing hotter water from the depths to the surface.

Il est bien entendu possible de modifier le dispositif proposé, notamment en fonction de la constitution du terrain, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le dispositif montré sur les figures est conçu pour permettre un accès de l'échelle 48 et de la cabine 46 par bateau. A titre de variante, il est possible de relier la cabine 46 par une passerelle à la digue du barrage ou à la berge de la surface d'eau, ce qui permettrait d'éviter des problèmes d'accès, par exemple en hiver lorsque la surface de l'eau est recouverte par une couche de glace.It is of course possible to modify the proposed device, in particular according to the constitution of the terrain, without departing from the scope of the invention. For example, the device shown in the figures is designed to allow access to the ladder 48 and the cabin 46 by boat. Alternatively, it is possible to connect the cabin 46 by a walkway to the dam of the dam or to the bank of the water surface, which would avoid access problems, for example in winter when the water surface is covered by a layer of ice.

Au lieu de supporter la cage 40 et la cabine 46 par un trépied 14 il est également possible de prévoir un pont enjambant toute la largeur du réservoir d'eau, et de ne prévoir, au fond de l'eau qu'une charpente plus réduite pour supporter le tube pivotant 10. Cette variante pourrait être plus avantageuse lorsque le réservoir d'eau est très étroit et très profond.Instead of supporting the cage 40 and the cabin 46 by a tripod 14, it is also possible to provide a bridge spanning the entire width of the water tank, and to provide only a more reduced frame at the bottom of the water. to support the pivoting tube 10. This variant could be more advantageous when the water tank is very narrow and very deep.

Claims

1. Device for taking water from a natural or artificial water tank, in particular from the tank of a barra.ge for the purpose of its treatment for the production of drinking water, characterized by a intake tube (10) of water with a suction strainer (12) at the free end of this tube (10), this tube (10) being mounted on a frame immersed in water so as to be able to pivot around a horizontal axis under the action of a cable (52) by which it is connected to a winch (50) at the surface of the water and by a device for taking water samples at different levels of depth with a view to their analysis.

2. Device according to claim 1, characterized in that the end of the water intake tube (10) which is opposite to that comprising the suction strainer (12) is in the shape of a "T" whose cross section is housed in two bearings (28), (30) fixed on the frame to be able to rotate around its axis, this section being connected by a pivoting connector (32) to a pipe (34) for discharging water.

3. Device according to claim 1, characterized in that said frame is designed in the form of a tripod (14) of stainless steel, anchored in foundations (22) at the bottom of the tank and carrying, outside the surface, au- above the maximum possible water level a platform with a cabin (45) in which the winch (50) and the technical equipment are housed.

4. Device according to claim 3, characterized in that the frame comprises between the tripod (14) and the platform, over a height corresponding to the maximum fluctuations of the water level, a cylindrical cage (40) tight to the water, around which is a spiral staircase (48) for access to the cabin (46).

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the frame comprises at different levels and over a height corresponding at least to the maximum height of the possibility of vertical movement of the suction strainer (12) openings (54) for taking water samples, individually connected by separate lines to a pressure suction pump (56) provided in the cylindrical cage (40), each of the separate lines comprising a solenoid valve remotely controlled from the cabin (46).

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized by a water sample taking (60), provided in the region of the suction strainer (12) and connected by a flexible pipe (62) and a pump (64) to a receiving basin in the cabin (46).

7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized by a defrosting device, consisting of a circular pipe (66) arranged around the base of said cage (40), and comprising sprinklers connected to a source of pressurized air activated automatically under the control of thermal probes.

8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the frame comprises two stops (36), (38) respectively determining the lower and upper extreme positions of the pivoting tube (10) for taking 'water.