Лондонська вода. Нові виміри
Від нашого кореспондента у Великобританії
ЛОНДОН, столиця Англії, нині має одну з найпрогресивніших систем водопостачання у світі. Вона була закінчена на два роки раніше запланованого терміну й обійшлась уряду у 375 мільйонів доларів США. Набутий під час її спорудження досвід вже переймають інші країни.
Чому було необхідно розпочати такий дорогий проект і чого було досягнуто за його допомогою?
Нове замість старого
Найстаріша водопровідна магістраль Лондона була споруджена 1838 року. Через 40 років люди у бідніших кварталах міста й далі носили воду у відрах від комунальних водяних колонок, розміщених на вулицях. «Відкручування удосвіта крана чоловіком, що мав ключі, було дуже важливою подією... бо коли він забирався з ключами геть, то не можна було дістати й краплі води аж до наступного разу»,— описує одна авторка.
Вікторіанські інженери майстерно виконали справу: вони провели ці водні артерії до кожного дому, прокладаючи залізні водні магістралі й трубопроводи на різних глибинах під вулицями й дорогами міста. Відтоді через посилення вуличного руху, його тиск і вібрацію на дорогах, а також через зріст тиску у водопровідних трубах настала потреба у належному водопостачанні на великі відстані, у деяких випадках на відстань до 30 кілометрів, тому почали відбуватися прориви у водній магістралі. Це призводило до безладдя на дорогах, коли перекривалися вулиці для ремонту водопроводів. Підраховано, що 25 відсотків усієї води з водосховищ Англії втрачається через дефекти у водопроводах.
Окрім того, за минулі 150 років потреба у воді в Лондоні значно зросла — фактично від 330 мільйонів літрів денно до 2 мільярдів. Пральні машини, посудомийки, автомати для миття машин та пристрої для поливання садків у засушливий сезон — все це лише збільшує потребу у воді. Отже, назріла невідкладна потреба модифікувати водопостачання цього метрополіса. Але як?
Великий задум
Інженери навіть і не хотіли думати про заміну старих труб новими. Такі роботи обійшлись би дуже дорого, та й це створило б незручності для лондонців. Отже, десять літ тому було розроблено проект магістрального трубопроводу, або тунелю, водопровідної мережі Темзи. Він повинен був значно збільшити потужність лондонської системи водопостачання. Проект передбачав прокладку 80-кілометрового магістрального трубопроводу діаметром 2,5 метра на середній глибині 40 метрів під містом, який міг би щоденно забезпечувати більше мільярда літрів води. Така магістральна водопровідна мережа уможливлювала б контроль водопостачання в будь-якій частині міста, завдяки чому була б змога перекривати будь-котру її частину для профілактичного ремонту. Вода із водоочисних споруд мала б заповнювати тунель під дією сили тяжіння і відтак відкачуватись безпосередньо у місцеві водопровідні мережі чи у резервуари для чистої води.
Чому цей найдовший тунель в Англії повинен був прокладатися на такій глибині? Тому що під Лондоном у різних керунках проходять 12 підземних залізниць та інші міські комунальні системи, а тунель повинен був обминати їх усіх. Коли несподівано інженери наткнулися на палі одного будинку, який не було враховано у початковому плані, то роботи призупинилися більше як на десять місяців.
Споруджування тунелю мало відбуватися по стадіях. Проходка тунелю крізь лондонський глиняний ґрунт не повинна була завдавати особливих труднощів, проте на початковій стадії ця справа затрималася майже на цілий рік біля Тутінґ-Бека, що на південь від Темзи. Там тунельники натрапили на формацію піску з водою під високим тиском, що зрештою поглинула прохідницьку машину. Аби розв’язати це завдання, підрядчики вирішили заморозити ґрунт, циркулюючи по свердловинах соляну ропу, температура якої мінус 28 градусів за Цельсієм. Висвердливши іншу шахту поблизу, вони змогли пройти крізь крижану брилу, аби врятувати поховану машину й продовжувати проходку.
Через цей випадок інженери побачили потребу в розробці іншої системи покриття тунелю зсередини бетоном. Для такого нестабільного ґрунту їм також був потрібен інший прохідницький комбайн. Тож їм підійшов канадський прохідницький комбайн EPBM. Отже, було закуплено три таких комбайни, завдяки котрим швидкість прокладки тунелю зросла у два рази — тобто на півтора кілометра за місяць.
Комп’ютерне споруджування
З дахів будинків було проведено традиційне промірювання місцевості за допомогою теодоліта, аби візуально визначити місцерозташування шахт, а результати потім перевірялися електронним способом. Цей метод був задовільним лише на початку, але як забезпечити чітку лінію прокладки тунелю під землею, коли почались роботи над прохідництвом?
Ось тут і прийшла на допомогу сучасна технологія, а саме Система глобального визначення місця. Таке обладнання складається з приймача сигналів, настроєного на штучний супутник Землі, що входить до складу цієї системи. Ці прилади можуть порівнювати сигнали із різних орбітальних супутників. Як тільки ці дані скоординувалися комп’ютером, то було визначено місцерозташування 21 шахти і 580 свердловин на картах доріг державної організації «Ордненс сервей». З такими даними тунельники могли робити проходку з великою точністю.
Комп’ютерний контроль
Не легко задовольнити потреби шести мільйонів споживачів. Споживання води може коливатися не лише сезонно, але й щоденно. Це вимагає цілодобового контролю тиску води і її якості. Як це стало можливим? За допомогою комп’ютерної системи керування, котра обійшлась у 5 мільйонів доларів США.
Кожний шахтовий насос керується окремим комп’ютером, але затрати на його роботу утримуються мінімальними, бо використовується електроенергія не в години пік. У Гамптоні, що в західній частині Лондона, розміщені головні комп’ютери, котрі контролюють цілу мережу водопостачання. Ці комп’ютери отримують дані від світлопровідних кабелів, що закріплені на стінах тунелю, і передають їх через телемонітори кабельного телебачення.
Якість питної води перевіряється щодня, щотижня й щомісяця. «Існує 60 обов’язкових перевірок води на 120 різних домішок. Сюди входить аналіз на такі домішки, як нітрати, мікроелементи, пестициди та інші хімічні розчинники»,— пояснює газета «Таймс». Нині ці вимірювання проводяться автоматично й передаються до комп’ютерного центру для аналізу, а в разі потреби і для відповідних дій. Періодично якість води оцінюють лаборанти.
Планування на майбутнє
Це чудо сучасної інженерії вже постачає щоденно 583 мільйони літрів питної води для населення Великого Лондона, що мешкає на площі 1500 квадратних кілометрів. Коли воно працюватиме на повну силу, то задовольнятиме 50 відсотків потреб у воді і таким чином зніме навантаження на інші джерела водопостачання.
Але навіть цього не досить. Вже тепер розробляються плани, щоб на початку наступного сторіччя продовжити мережу магістралі водопостачання ще на 60 кілометрів. І справді винахідливе рішення цієї нелегкої проблеми!
[Схема на сторінці 15]
(Повністю форматований текст дивіться в публікації)
Поперечний розтин підземної частини Лондона; зображено магістраль водопостачання під іншими тунелями.
Пн
Нова магістраль водопостачання й шахти.
Темза.
Тунелі метро.
Пд
[Відомості про джерело]
На підставі фотографії: Thames Water
[Ілюстрація на сторінці 16]
Прохідницький комбайн для спорудження магістралі водопостачання.
[Відомості про джерело]
Фотографія: Thames Water
[Ілюстрація на сторінці 17]
Спорудження магістралі водопостачаня.
[Відомості про джерело]
Фотографія: Thames Water