Русловые пруды не всегда являются приоритетным решением при устройстве водных рекреационных сооружений. Особенно это проявляется при отсутствии водного объекта (ручья, реки, озера) или, в случае его наличия, при нежелании пользоваться водными ресурсами такого водотока или водоема. Поэтому при желании у Заказчика создания прудов на приусадебной, парковой или другой территории рекреационного назначения достаточно частым решением является каскад из нескольких прудов-копаней. Фактически это цепочка водных чаш, объединенных между собой тем или иным способом. При этом движение воды (циркуляция) в таком каскаде организуется по замкнутому циклу, с организацией внешней подпитки (от водопровода или водотока).
Каждый пруд в каскаде выполняется в виде отдельной чаши — земляной выемки, формирующей собственно пруд-копань. Сообщение воды между такими чашами осуществляется с помощью:
– водосливов,
– соединительных каналов (коротких или сравнительно длинных),
– соединительных труб (открытых безнапорных или засыпанных напорных).
Для возможности получения на имеющемся земельном участке именно каскада прудов принципиально важным является наличие достаточного перепада высот. Т.е. участок должен иметь хотя бы отчасти сложный рельеф. При достаточно значительном перепаде отметок между отдельными ступенями каскада можно устроить даже невысокие водопады.
Для организации течения воды по каскаду (циркуляции) предусматривается замкнутая система водооборота. Основными элементами такой системы обычно являются:
– напорный трубопровод;
– насосный узел;
– колодец обратного клапана.
Напорный трубопровод прокладывается от водозаборного отверстия на нижней ступени каскада до выходного отверстия на верхней ступени. Обычно трубопровод выполняется в виде полностью засыпанной трубы (например, полиэтиленовой трубы марки ПЭ100 по ГОСТ 18599-2001), уложенной в вырытую траншею. Диаметр трубы принимается на основе гидравлического расчета: подбираемые насосные агрегаты должны обеспечить подачу заданного расхода с учётом гидравлических сопротивлений трубы (последние вызывают местные потери напора и потери напора по длине). Чем меньше внутренний диаметр трубопровода, тем потери напора больше, и тем более мощные насосы необходимы для поддержания циркуляции. При увеличении диаметра трубопровода ситуация обратная. Входное отверстие напорного трубопровода в простейшем случае выполняется непосредственно на поверхности откоса нижнего пруда (или его вертикальной подпорной стенки), с заглублением под минимальный уровень воды. При необходимости круглогодичной эксплуатации каскада (т.е. при работе системы циркуляции и в зимний период) выбор высотной отметки входного отверстия трубопровода должен производится с учётом возможной толщины льда, образующегося на водной поверхности.
Насосный узел обеспечивает собственно перекачку (циркуляцию) воды из нижней ступени каскада в верхнюю. При необходимости осуществления не только циркуляции, но и принудительного опорожнения прудов, насосный узел дополняется сбросным трубопроводом. Для проектов среднего масштаба насосный узел, как правило, стремятся принять колодезного исполнения, т.е. всё технологическое оборудование разместить в отдельно располагаемых колодцах. Сооружается насосный узел в непосредственной близости от входного отверстия напорного трубопровода.
Стандартная компоновка насосного узла предусматривает устройство трёх колодцев:
– насосный колодец: «мокрый» колодец, в объеме которого монтируются собственно насосные агрегаты (основной и резервный насосы погружного типа), монтажные элементы (направляющие и подъемные цепи насосов, кронштейны, поплавковые выключатели) и вспомогательные конструкции (вертикальная лестница, вентиляционная труба и т.п.);
– колодец задвижек: «сухой» колодец, в объеме которого монтируется запорная арматура (обратный клапан и клиновая задвижка) и вспомогательные конструкции;
– колодец под шкаф управления: «сухой» колодец, в объеме которого размещается щит управления, щит заземления, дренажный колодец, закладные детали и вспомогательные конструкции.
Колодец обратного клапана размещается поблизости от выходного отверстия напорного трубопровода, т.е. у верхней ступени каскада прудов. Основным элементом размещаемого в нём оборудования является обратный клапан на напорном трубопроводе.
Корпуса самих колодцев конструктивно могут быть двух исполнений: железобетонного (с внешней гидроизоляцией) или стеклопластикового (с бетонной анкерной плитой).
Важно, что полезный объём водной чаши нижнего пруда (нижней ступени) каскада, как правило, должен иметь существенно больший полезный объём, чем все прочие пруды. Это связано с тем, что нижний пруд рассчитывается на приём (аккумулирование) всего того объёма воды в вышележащих прудах, который неизбежно самотёком сливается в самую нижнюю ступень. Последнее происходит в случае остановки работы системы циркуляции — при принудительном её выключении, или при её поломке.