Расчёт уровней воды в камерах в/з поверхностных вод

При расчёте уровней воды в водоприёмном колодце во внимание принимаю нормальный режим работы водозабора – все запроектированные секции водозаборного сооружения работают.

Отметка уровня воды в приёмной камере:

где h_реш –потери напора в решётке, h_реш = 0,5 м.

- отметка воды в камере всасывания:

где h_сет –потери напора в сетке, h_сет = 0,3 м.

42. Рыбозащитные сооружения. Рыбозащитные сооружения устраивают в виде элементов водоприемника или специального устройства на водоподводящем канале. Это рыбозаградительные сетки, кассеты и пр. На затопленных водоприемниках, где меженная скорость в три раза превосходит скорость втекания воды в водоприемные отверстия, рыбозащитные мероприятия не предусматриваются. На период ската рыбной молоди решетки заменяют на сетки с малыми ячейками, которые периодически промывают обратным током воды. При средних и тяжелых условиях забора воды, когда не требуется устройства рыбозащитных сооружений, скорость воды в береговых незатопленных водоприемниках принимается 0,6 м/с для средних условий и 0,2 м/с – для тяжелых. Для затопленных она снижается до 0,3 м/с (средних) и 0,1 м/с (тяжелых условий забора воды). Для водозаборов с рыбозащитными устройствами в виде устанавливаемых перед окнами заградительных сеток с ячейками 3…4мм, допустимая скорость в прозорах принимается 0,25 м/с для рек со скоростью течения более 0,4 м/с и равной 0,10 м/с для рек со скоростью течения менее 0,4 м/с и водоемов В легких условиях забора воды из источников, имеющих рыбохозяйственное значение, расчетная скорость может быть несколько повышена (она зависит от вида рыбозаградительного устройства). В водоприемниках фильтрующего типа расчетная скорость определяется по формуле V=V_кр≈10L, где V_{кр -} критическая скорость для рыбной молоди; L - длина мальков рыб,м.

43.Фильтры водозаборных скважин, их конструкция и расчет. Ответственейшей частью водозаборных скважин является фильтр. От него в большой мере зависит качество работы скважины. Фильтр состоит из рабочей (водоприемной) части, через которую вода поступает в скважину, верхней глухой надфильтровой части, которая имеет замок для подъема и опускания фильтра, и нижней, также глухой части длиной до 2-х метров, которая служит отстойником, предотвращающим попадание частиц грунта в насос. Длина надфильтровой части варьирует в пределах 3 – 5 метров в зависимости от типа и конструкции фильтра с таким расчетом, чтобы в ней разместился замок и сальник.В водоприемной рабочей части фильтра различают каркас, опорные элементы и водоприемную поверхность (оболочку).Тип фильтра определяется видом его каркаса:

- каркасно-стержневые, изготавливаемые сваркой стальных стержней с опорными кольцами периодически устанавливаемые по длине фильтра и соединительными патрубками на концах;

- трубчатые со щелевыми или круглыми отверстиями, изготавливаемые из стальных или пластмассовых труб (поливинилхлоридных, полиэтиленовых, полипропиленовых и других пластмасс, допущенных к использованию в системах холодного водоснабжения); - трубчатые со штампованными отверстиями типа «мост», круглыми, отогнутыми и пр.; - полимерные кольцевые, изготавливаемые путем набора на стальные стержни пластмассовых колец специальной формы и закрепляемые с двух концов опорными фланцами и соединительными муфтами.

Водоприемные оболочки устанавливают на каркасно-стержневых или трубчатых типах фильтров со щелями или круглыми отверстиями. Трубчатые фильтры со щелями типа «мост» и пластмассовые кольцевые не требуют установки водоприемной оболочки, но нуждаются в обсыпке из отсортированного сыпучего материала. В качестве водоприемной оболочки чаще всего применяют проволоку из нержавеющей стали круглого трапецеидального или прямоугольного сечения толщиной 2…4 мм. При намотке проволоки трапецеидального сечения ее меньшее основание должно быть обращено к каркасу. Вместо проволоки на опорные элементы может быть закреплена сетка из латуни или нержавеющей стали, или специальная пластина из хаотически уложенных и термоскрепленных волокон полимерного материала. Каркасы из стальных труб или стержней в процессе длительной эксплуатации подвержены химической и электрохимической коррозии. Скорость этих процессов зависит от химического состава подземных вод и способов защиты этих элементов фильтров от разрушения. Для антикоррозионной защиты стальных элементов (каркасов, стержней, труб) рекомендуются покрытия из стеклоэмалей, полиэтилена, органосиликатные и пр. Наиболее надежные из них – эмалевые, но для защиты фильтров ими или полиэтиленом требуется специализированное производство, поскольку технологические процессы их нанесения требуют специальных установок и линий. В условиях строительных организаций могут выполняться покрытия на основе кремнийорганических соединений и жидких наиритов. Полимерные кольцевые фильтры изготавливаются из колец клиновидного поперечного сечения, сужающиеся в направлении к оси фильтра. Набор колец на стержни закрепляют с двух концов опорными фланцами с муфтами. Кольца изготавливают из полистирола, полиэтилена или полипропилена. Особый случай представляют собой бесфильтровые скважины, которые устраиваются в напорных пластах с мощным верхним водоупорным слоем из прочных материалов, например, тяжелых глин толщиной более 10 метров. После проходки скважины до водоносного слоя из него вымывают. Например, эрлифтом часть породы этого пласта с тем, чтобы в нем сформировалась воронка необходимых размеров. Для повышения устойчивости воронки и предотвращения пескования в нее засыпают крупнозернистый материал: гравий или гравелистый песок. Конструкцию фильтра подбирают в зависимости от вида породы водовмещающего пласта. В устойчивых трещиноватых породах: песчаниках, сланцах, гранитах, гнейсах, порфиритах и сиенитах с крупными пустотами, кавернами и зонами разлома с коэффициентом фильтрации 50 – 200 м/сут скважины могут устраиваться без гравийной обсыпки с бурением ударно-канатным способом без крепления стенок трубами на глубину до 150 метров. При большей глубине следует применять вращательное бурение с прямой промывкой.Вращательное бурение с прямой промывкой рекомендуется использовать и при устройстве скважин в аналогичных породах трещиноватых с вертикальными и горизонтальными трещинами и коэффициентом фильтрации от 1 до 50 м/сут. Устройство обсыпки в них также не требуется. При устройстве обсыпки размеры отверстий принимают равными среднему диаметру частиц, примыкающих к стенкам фильтра.Подбор обсыпок производят по соотношению В многослойных фильтрах, собираемых на поверхности земли, толщина слоев обсыпки должна быть не менее 30 мм, а в забое скважины – не менее 50 мм. Соотношение средних диаметров частиц обсыпки в многослойных фильтрах должно быть в пределах 4…6. Размеры проходных отверстий фильтров должны приниматься равными среднему диаметру частиц слоя обсыпки или пород пласта, примыкающего к стенке фильтра. Длина рабочей части фильтра принимается из условия обеспечения скорости воды на входе в фильтр не превышающей допустимую

где Q – расчетная производительность скважины; d - внешний диаметр фильтра; v_ф.доп – допустимая скорость воды на входе в фильтр. Скорость v_ф.доп принимают в зависимости от состава грунта водоносного пласта. При отсутствии кривой гранулометрического состава v_ф.доп определяют по формуле С.К.Абрамова

Конструкция скважины выбирается таким образом, чтобы рабочая часть фильтра всегда находилась ниже динамического уровня воды в скважине.

44.Определение расчетных параметров скважин и подбор насосного оборудования. Гидравлический расчет групповых систем водозаборов из скважин производят по тупиковой схем схеме при известном расположении скважин, расходах воды в линиях, отметках уровней воды в скважина и в сборном резервуаре или очистном сооружении. Целью расчета является установление диаметров сборного водовода и линий подключения к нему скважин, также требуемых напоров отдельных скважин. Необходимый напор скважинных насосов определяют по формуле

,

где Z_p – отметка точки излива воды в сборном резервуаре;

Z_дi - отметка динамического уровня в скважине при расчетном расходе воды;

h_{щ –} потери напора в щели между обсадной трубой скважины и двигателем погружного насоса;

h_в.кi - потери напора в водоподъемной колонне скважины;

h_пл.i - потери напора в линии подключения скважины к сборному водоводу;

- суммарные потери напора в сборном водоводе на участке от точки подключения к нему i-ой скважины до сборного резервуара;

h_k – потери напора на k-ом участке водовода;

h_и - потери напора на выходе из сборного водовода

Насосное оборудование водозаборов, использующих подземные воды, выбирается из условия обеспечения каждым элементом водозабора расчетной производительности во время эксплуатации. Тип и параметры насосного оборудования выбирают по Q и H скважины, но они взаимосвязаны с насосами других скважин. Для повышения надежности и экономичности работы водозабора в нем рекомендуется устраивать не менее отдельных ветвей скважин и сборных водоводов. В каждой такой ветви допускается объединять не более 15…20 скважин. Они обычно расположены по тупиковой схеме, но при площадном расположении скважин они могут быть и кольцевыми. Участки тупиковых линий, примыкающие к колодцам и резервуарам, могут дублироваться. Число дублируемых участков на каждой ветви принимается из расчета, чтобы при авариях на водозаборах первой и второй категории надежности общее снижение подачи не превышало 30%. Это значит, что в таких системах скважины в тупиках сборного водовода, меющие суммарную производительность до 30% от расчетной для рассматриваемой ветви могут иметь не дублируемые участки. Если же в таких системах имеется хотя бы два отдельных и близких по производительности водозабора, то дублирование участков сборного водовода может и не потребоваться. Оно не осуществляется и на водозаборах третьей категории.