Выбор типа и схемы водозабора
Введение
Водозаборные сооружения занимают особое место среди всех систем водоснабжения. Водозаборные сооружения из поверхностных источников кроме основной задачи – обеспечения бесперебойного получения требуемого (заданного) количества воды из природного источника – выполняют также функции предварительной механической очистки забираемой воды, защиты от попадания в неё льда, а также рыбы.
Водозаборные сооружения бывают берегового и руслового типа. В данной работе проектируется водозабор берегового типа.
Водозаборные сооружения берегового типа используют обычно при относительно крутых берегах и наличии у берега достаточных глубин, обеспечивающих требуемые условия забора воды. Водоприёмными устройствами береговых водозаборов служат окна, расположенные в лобовой стенке сооружения и снабжённые рыбозащитной жалюзийной решеткой, осуществляющими предварительную грубую механическую очистку воды.
При возможности использования для заданного объекта как одного, так и другого вида природных источников выбирают тот, который обеспечивает бесперебойную подачу объекту требуемых количеств воды нужного качества. При этом учитываются наименьшие затраты средств на строительство и эксплуатацию системы водоснабжения в целом, не только на определенный расчетный срок эксплуатации проектируемой системы, но и на перспективу развития в соответствии с планом роста населённого пункта и его потребности в воде.
Водозаборы являются одним из наиболее ответственных и дорогих сооружений системы водоснабжения. Велика их роль в обеспечении надёжности системы водоснабжения.
2. Исходные данные
1) Графический материал:
а) профиль реки в створе расположения водоприёмных сооружений с геологическими и гидрологическими данными;
б) план-схема участка реки.
2) Характеристика сооружений:
а) полезная производительность очистных сооружений – 76500 м3/сут;
б) высота подъёма воды насосами станции I подъёма – 45 м.
3) Гидрологические и гидрометрические данные о реке:
а) низший уровень воды (НУВ) =152,5 м;
б) высший уровень воды (ВУВ) = 143,0 м;
в) средняя (по вертикали) скорость движения воды на участке расположения водоприёмных отверстий: V1 = 0,65 м/с;
г) максимальная скорость движения воды у берега V2 = 0,45 м/с.
4) Сложность природных условий:
а) наличие взвешенных веществ 1100 мг/л;
б) устойчивость берегов и дна – с сезонными деформациями ±0,3м;
в) характер внутриводного шуго- и лёдообразования – без образования шугозажоров;
г) наличие водорослей, дрейсены, балянуса, мидий, загрязнений – количество вызывает помехи в работе водозабора;
д) река судоходная и лесосплавная – нет;
е) мощность устойчивого ледостава – 0,7 м;
ж) высота волны – 0,9 м.
5) Численность населения – 80000 чел.
6) Водоем водопроводной системы хозяйственно-питьевого назначения.
Расчетная схема водозабора
Рис. 1. Схема берегового водозабора
I – приёмная камера;
II – всасывающее отделение;
III – машинный зал;
Вода из источника проходит через жалюзийные решётки в водоприемную камеру (I), затем через вращающиеся сетки во всасывающее отделение (II) и артезианскими насосами подается на очистные сооружения.
Водозабор секционирован на 2 отделения.
Техническая характеристика
Для задержания мелких взвешенных и плавающих тел, находящихся в воде поверхностных источников и не задержанных решётками, предназначаются сетки, которые в ряде случаев завершают очистку воды, идущей на производственные цели. Сетки устанавливаются в водозаборных сооружениях непосредственно за решётками, служащими для грубой очистки воды.
Согласно [1, п. 5.105] принимаем вращающиеся сетки, так как условия забора воды средние.
Площадь сетки определяем по формуле [2, ф-ла 1.16]:
где 
- коэффициент, учитывающий стеснение отверстий,
Кст =[(аст + сст)/сст]2 =[ (1+3)/3]2 = 1,78м
- скорость втекания воды в сетку, = 0,15-0,3 м/с, принимаем = 0,3 м/с.
По [2] подбираем сетку и её размеры. Принимаем вращающуюся сетку типа ТЛ с лобовым подводом воды.
Вращающаяся сетка каркасного типа с лобовым подводом воды снабжена специальной волосяной щёткой диаметром 430 мм, расположенной поперёк всей ленты сетки и приводом во вращение через редуктор отдельным электродвигателем.
Промывное устройство состоит из трубы, на которой укреплены два ряда рассеивающих насадок. Вся нагрузка от массы вращающейся сетки воспринимается рамой привода и далее верхним перекрытием водозабора. При достижении предельно допустимого засорения, т.е. перепада, при котором требуется промывка сетки, замыкается контакт дифманометра и открывается задвижка на трубопроводе промывной воды. В результате появления давления на выходе трубопровода, по которому подается промывная вода, замыкается контакт манометра и включается в работу двигатель, вращающийся сетки. Таким образом, вначале включается промывка сетки, а затем сетка приводится во вращение.
Скорость движения полотна сетки 5,25 м/мин, расход промывной воды 30 л/с при давлении 4 атм.
 |
Рис.3. Вращающаяся каркасная сетка типа ТЛ с лобовым подводом воды
| |
В створе водозабора
Глубина воды в источнике Ни, в месте устройства водоприёмных окон, определяется исходя из необходимости обеспечения требуемой надёжности их работы в зимний и летний периоды года.
Для определения местоположения водозабора необходимо выполнить требования [1, п. 5.96]. Чтобы не допустить попадания донных наносов в водозабор, низ водоприёмных отверстий должен быть расположен не менее 0,5м выше дна русла водоисточника. Образующийся перед водоприёмными окнами порог необходим для задержания выпадающих здесь наносов. Для обеспечения нормальных условий забора воды верхняя кромка водоприёмных окон должна находиться на 0,2 м ниже ледового покрова и на 0,3 м ниже ложбины волны в водоисточнике.
70
Рис. 4. Расчётные условия работы водоприёмных устройств:
а – в зимний период; б – в летний период.
Глубина воды в источнике Ни рассчитывается для зимнего и летнего периодов работы и принимается наибольшая из двух значений:
для зимнего периода:
для летнего периода:
где hл – расчетная толщина льда, м;
0,9 – коэффициент, характеризующий плотность льда и глубину его погружения в воду;
Нок – проектная высота водоприёмного окна;
hвол – высота полуволны.
Ни зим = 1,4 + 0,5 + 0,2 + 0,9 . 0,7 = 2,73 м;
Ни лет = 1,4 + 0,3 + 0,5 + 0,9/2 = 2,65 м.
Принимаем Ни = 2,73 м. Водоприёмные отверстия располагаются в русле реки там, где глубина реки не меньше Ни.
Отметка дна у окон:
Zо = УВмин – Ни = 143,0-2,73 = 140,27 м;
9. Подбор насосного оборудования
По заданному напору и определённому расчётом расходу подбираем марку насосов. Напор насоса Н = 45 м . Qрасч =3506,25 м3/ч.
Тогда производительность одного насоса будет равна:
м3/ч.
При подборе необходимо стремиться к тому, чтобы насосы работали в рекомендуемой зоне, т.е. с оптимальным КПД.
По напорно-расходной характеристике Q-H при требуемом расходе Q = 1168,75 л/с напор составляет 46 м. Принимаем к установке насос марки 24А-18-1 [3]. Принимаем 3 рабочих насоса и 3 резервных.
10. Определение диаметров трубопроводов насосной станции,
Литература
1. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985.
2. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений /Под ред. А.С. Москвитина. – М.: Стройиздат, 1979.
3. Каталог артезианских насосов.
4. Шевелёв Ф.А. Шевелёв А.Ф. Таблицы для гидравлического расчёта водопроводных труб: Справ. пособие. – 6-е изд., доп. и перераб. – М.: Стройиздат, 1984.
5. Проектирование водозаборных сооружений из поверхностных источников/Сост.: П.Г. Быкова, Е.М. Гальперин, Т.В. Осипова; Самарск. гос. арх.-строит. акад. Самара, 1999.
6. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1982.
7. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации/ А.К. Перешивкин, А.А. Александров, Е.Д. Булынин и др.; Под ред. А.К. Перешивкина. – 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1988. – 653 с.: ил. – (Справочник строителя).
8. Кочубеевский Е.И., Романова Л.В. Определение сметной стоимости и амортизационных затрат систем водоснабжения. – Куйбышев, 1980.
 |
Содержание
1. Введение………………………………………………………………3
2. Исходные данные…………………………………………………….4
3. Выбор типа и схемы водозабора……………………………………5
4. Расчётная схема водозабора…………………………………………6
5. Определение расчётных расходов…………………………………..7
6. Рыбозащитные жалюзийные решётки……………………….………8
6.1 Рыбозащитные функции жалюзийной решетки………………….8
6.2Расчет рыбозащитной жалюзийной решетки……………………...8
7. Сороудерживающие сетки. Определение площади, подбор, техническая характеристика…………………………………………………………..…11
8. Определение местоположения основного сооружения в створе водозабора……………………………………………………………………13
9. Подбор насосного оборудования………………………………………14
10. Определение диаметров трубопроводов насосной станции, подбор арматуры и фасонных частей……………………………………………...15
11. Определение высотных отметок водозаборного сооружения……..17
12. Определение размеров водозаборного сооружения в плане………19
13. Система удаления осадка и дренажных вод…………………………20
14. Контрольно-измерительная аппаратура…………………………….21
15. Подъёмно-транспортное оборудование……………………………..22
16. Способ производства строительно-монтажных работ……………..24
17. Архитектурно-строительная часть……………………………………25
18. Электрическая часть насосной станции………………………………26
19. Определение себестоимости подачи 1 м3 стоков……………………27
20. Берегоукрепительные работы…………………………………………28
21. Организация зон санитарной охраны………………………………..29
23. Литература……………………………………………………………..33
 |
Введение
Водозаборные сооружения занимают особое место среди всех систем водоснабжения. Водозаборные сооружения из поверхностных источников кроме основной задачи – обеспечения бесперебойного получения требуемого (заданного) количества воды из природного источника – выполняют также функции предварительной механической очистки забираемой воды, защиты от попадания в неё льда, а также рыбы.
Водозаборные сооружения бывают берегового и руслового типа. В данной работе проектируется водозабор берегового типа.
Водозаборные сооружения берегового типа используют обычно при относительно крутых берегах и наличии у берега достаточных глубин, обеспечивающих требуемые условия забора воды. Водоприёмными устройствами береговых водозаборов служат окна, расположенные в лобовой стенке сооружения и снабжённые рыбозащитной жалюзийной решеткой, осуществляющими предварительную грубую механическую очистку воды.
При возможности использования для заданного объекта как одного, так и другого вида природных источников выбирают тот, который обеспечивает бесперебойную подачу объекту требуемых количеств воды нужного качества. При этом учитываются наименьшие затраты средств на строительство и эксплуатацию системы водоснабжения в целом, не только на определенный расчетный срок эксплуатации проектируемой системы, но и на перспективу развития в соответствии с планом роста населённого пункта и его потребности в воде.
Водозаборы являются одним из наиболее ответственных и дорогих сооружений системы водоснабжения. Велика их роль в обеспечении надёжности системы водоснабжения.
2. Исходные данные
1) Графический материал:
а) профиль реки в створе расположения водоприёмных сооружений с геологическими и гидрологическими данными;
б) план-схема участка реки.
2) Характеристика сооружений:
а) полезная производительность очистных сооружений – 76500 м3/сут;
б) высота подъёма воды насосами станции I подъёма – 45 м.
3) Гидрологические и гидрометрические данные о реке:
а) низший уровень воды (НУВ) =152,5 м;
б) высший уровень воды (ВУВ) = 143,0 м;
в) средняя (по вертикали) скорость движения воды на участке расположения водоприёмных отверстий: V1 = 0,65 м/с;
г) максимальная скорость движения воды у берега V2 = 0,45 м/с.
4) Сложность природных условий:
а) наличие взвешенных веществ 1100 мг/л;
б) устойчивость берегов и дна – с сезонными деформациями ±0,3м;
в) характер внутриводного шуго- и лёдообразования – без образования шугозажоров;
г) наличие водорослей, дрейсены, балянуса, мидий, загрязнений – количество вызывает помехи в работе водозабора;
д) река судоходная и лесосплавная – нет;
е) мощность устойчивого ледостава – 0,7 м;
ж) высота волны – 0,9 м.
5) Численность населения – 80000 чел.
6) Водоем водопроводной системы хозяйственно-питьевого назначения.
Выбор типа и схемы водозабора
Водозаборные сооружения из поверхностных источников, кроме основной задачи обеспечения бесперебойного получения требуемого количества воды, выполняют также функции предварительной механической очистки забираемой воды, защиты от попадания в неё льда, а также рыбы.
Для оптимального выбора типа водозабора должны учитываться особенности, намеченные к использованию реки.
Согласно заданию мутность реки – 1100 мг/л, берег и дно сезонно неустойчивы, характер внутриводного шуго- и ледообразования – отсутствует, наличие водорослей и сора вызывают помехи, по [1, табл. 12] условия забора воды – средние по всем трём показателям.
Расстояние от уреза воды при ее максимальном уровне до места водоприемных окон в источнике составляет 8,5 м, что меньше диаметра берегового колодца, равного 20 - 25 м, поэтому принимаем береговой незатопляемый водоприемник, с водоприёмными отверстиями, всегда 
доступными для обслуживания, с необходимыми ограждающими и вспомогательными сооружениями и устройствами.
Категория водозаборных сооружений при количестве населения 80000 человек – I. На основании исходных данных по [1, табл. 13] для средних условий забора воды, берегового водозабора I категории принимаем схему «а» - водозабор устраивается в одном створе.
Принимаем две секции водоприёмной части водозаборного сооружения. Разделение на секции обеспечивает бесперебойность работы водозабора и позволяет осуществлять его периодическую очистку и ремонт без прекращения подачи воды.
Расчетная схема водозабора
Рис. 1. Схема берегового водозабора
I – приёмная камера;
II – всасывающее отделение;
III – машинный зал;
Вода из источника проходит через жалюзийные решётки в водоприемную камеру (I), затем через вращающиеся сетки во всасывающее отделение (II) и артезианскими насосами подается на очистные сооружения.
Водозабор секционирован на 2 отделения.