Выбор типа водозабора. Размещение водозаборных сооружений

Для выбора типа водозабора необходимо вычертить в масштабе поперечный профиль поверхности земли по выбранному створу и показать на нём уровни воды, льда, ледохода, грунты, слагающие дно и берег реки.

Выбрать марку насосов и определить число устанавливаемых насосных агрегатов, в соответствии с заданием, категорией надёжности подачи воды и требованиями. Число работающих насосов рекомендуется назначить наименьшим, но не менее двух. Из каталога полезно выписать все характеристики, допускаемую высоту всасывания, размеры и массу насосов.

На основании заданной категории надёжности подачи воды, характеристики природных условий забора воды, топографических, гидрологических и гидрогеологических условий площадки строительства, характеристики основного насосного оборудования, рельефа берега выбирается схема водозабора.

Различные сооружения водозабора, такие как водоприёмники, водоводы, береговые водоприёмно-сеточные колодцы, насосные станции I подъёма и т.д. следует располагать друг относительно друга таким образом, чтобы обеспечить их надёжную и бесперебойную совместную работу.

Затопленный водоприемник располагают в русле реки, там где глубина воды не менее Н

Н=a+k+h+p ,м, где а - расстояние между верхом водоприемника и нижней поверхностью льда или между верхом водоприемника и ложбиной волны, не менее 0,3 м принимают расстояние от верха водоприемника до уровня воды при отсутствии волнения воды; k - расстояние от верха водоприемника до верха водоприёмного отверстия; зависит от конструкции водоприемника и для предварительных расчетов может быть принято равным 0,2-0,4 м; h - вертикальный размер водоприемного отверстия, м;

При учете волнения расстояние от уровня воды в спокойном состоянии до самой нижней точки ложбины волны ориентировочно может быть принято равным 1/2 высоты волны.

p - расстояние от дна до низа водоприемного отверстия (порог водоприемных отверстий) - не менее 0,5 м. С учетом отложений донных наносов у водоприемника и для уменьшения поступления воды из природных слоев, имеющих большую мутность, обычно назначают p=0,7-1,5 м.

Принимая а=0,3, k=0,2, h=1,4 и p=1 м, получим наименьшую глубину воды в реке (летом при отсутствии волнения) в месте расположения водоприемника Н=0,3+0,2+1,4+1=2,9 м.

Схема распределения размеров затоп-го водоприемника по вертикали

При определении Н для зимнего периода глубину погружения льда под минимальный уровень воды определяют по формуле: , м,

где - толщина льда, м;

_л и _в - плотность льда и воды, равная соответственно 0,9 и 1 т/м3.

Если глубины воды в реке небольшие, возможно применение водоприемников с горизонтально расположенными водоприемными отверстиями с поступлением воды с верху вниз .

В процессе эксплуатации при больших толщинах льда наблюдается осадка льда на водоприемники. При подвижке ледяного покрова водоприемники повреждаются. Во избежание такого явления рекомендуется толщину льда отсчитывать от самого низкого уровня воды в водоисточнике.

Самотечные водоводы прокладывают в плане и вертик. плоскости без резких поворотов, вызывающих отложение наносов, сора и шуги и затрудняющих промыв и очистку водоводов. Самотечные водоводы можно укладывать горизонтально, с прямым и обратным уклоном.

Для защиты самотечных водоводов от подмыва речным потоком или повреждения якорями судов и плотов их следует заглублять ниже дна реки с учетом возможного размыва и дноуглубления на судоходных реках на 0,8-1,5 м, а на несудоходных - на 0,5 м.

После укладки самотечных водоводов подводную траншею засыпают грунтом и укрепляют сверху.

Береговой водоприемно-сеточный колодец следует располагать на незатопляемых отметках берега. Для того, чтобы сократить протяженность самотечных водоводов на участке с наибольшей глубиной их заложения, береговой колодец можно расположить на пологом берегу в месте, заливаемом при высоком уровне воды на 1,5-3 м , предусмотрев обсыпку его грунтом до отметки, превышающей гребень волны при расчетном максимальном уровне воды не менее, чем на 0,5 м.

При отсутствии волнения отметку планировки площадки у берегового водоприемно-сеточного колодца принимают на 0,5-0,7 м выше высокого уровня воды расчетной обеспеченности и на 1 м выше для площадки у насосной станции.

Береговые водоприемно-сеточные колодцы обычно сооружают методом опускного колодца. При этом дно строительного котлована может быть принято примерно на 0,5 м выше уровня воды в период строительства. В котловане бетонируют ножевую (нижнюю) часть опускного колодца.

Отметка дна колодца определяется расчетной высотой водоочистных сеток, располагаемых ниже уровня воды в береговом колодце. Дно колодца устанавливают с некоторым уклоном к приямку для сбора осадка. Расчетный уровень воды в водоприемно-сеточном колодце определяют при ее минимальном уровне в водоисточнике при отключении одной из секций водоприемника.

После достижения опускным колодцем заданной отметки бетонируют днище и возводят стены берегового колодца до незатопляемых отметок.

Наземный павильон над береговым водоприемно-сеточным колодцем наиболее просто выполнить прямоугольной формы в плане. Расстояние от павильона до бровки откоса принимают около 4-6 м.

Насосную станцию первого подъема строят обычно в открытом котловане, а расстояние от берегового колодца до насосной станции принимают порядка 12-20 м, так, чтобы основание насосной станции было вне границ возможного влияния выемки грунта из опускного колодца.

Отметка планировки площадок у насосной станции должна возвышаться не менее, чем на 0,5 м над отметкой наката волны на откос планировки берега, а при отсутствии волнения - на 1 м выше высокого уровня воды расчетной обеспеченности.

При проектировании насосной станции следует от каждого насосного агрегата прокладывать отдельный всасывающий водовод к береговому колодцу. При установке в насосной станции двух работающих и одного резервного насосного агрегата к расположенному посередине насосу подводят два всасывающих водовода из обеих секций берегового колодца, а присоединение их к насосу выполняют с помощью сварного косоугольного тройника.

Береговой водозабор совмещенного типа располагают в таком месте берега, где глубина воды достаточна для размещения в стене водозабора водоприемных отверстий. При определении минимально необходимой глубины воды по формуле величину k принимают равной нулю, а расстояние отсчитывают от верха водоприемных отверстий.

При относительно небольшой амплитуде колебания уровней воды водозабор сопрягают с берегом подсыпкой грунта до незатопляемых, иногда с применением подпорных стенок.

Для уменьшения бокового давления грунта на сооружение со стороны берега при большой амплитуде колебания уровней воды сообщение водозабора с берегом осуществляют с помощью служебного моста.

При высокой и широкой заливной пойме, сложенной слабыми и обводненными грунтами, укладка самотечных водоводов в пределах поймы затруднена и вместо них прокладывают сифонные водоводы.

Сифонные водоводы прокладывают ниже глубины промерзания грунта с непрерывным подъемом в сторону берегового сооружения обычно совмещенного типа.

В этих же условиях, при нежелательности применения сифонных водоводов, водозаборное сооружение совмещенного типа располагают в пределах поймы (самотечные водоводы при этом будут иметь небольшую длину) с устройством местной подсыпки грунта у водозаборного сооружения до незатопляемых отметок (типа островка), и тогда сообщение с берегом в периоды паводков возможно лишь с помощью плавсредств.