Водозабор поверхностных источников

Достаточно часто самотечные водоводы прокладывают с некоторым  подъемом в сторону береговых  сооружений водозаборного узла. Высотное положение самотечных линий назначают  с таким расчетом, чтобы водоводы располагались не менее, чем на 0,5 м ниже пьезометрической линии.

Определяем потери напора по длине самотечной линии при  нормальном режиме работы:

=1000i∙  ,

где 1000i=2,56 м при расходе 925 л/с – определяем по таблицам Шевелева; = 0,064 м;v=1.45

=2,56∙0,064≈0,16 м

Потери при аварийном  режиме:

=1000i∙ , где 1000i=10,2 м при расходе 1850 л/с – определяем по таблицам Шевелева;v=2.9

=10,2 ∙0,064 ≈0,65 м

Определяем потери напора в самотечной линии на местные  сопротивления при нормальном режиме работы:

 

- суммарные местные сопротивления  в самотечной линии;

∑=1+1+0,19 =2,19 ;

Определяем потери напора на местные сопротивления при  аварийном режиме:

 

 

Определяем потери напора в самотечной линии при нормальном режиме работы:

●  ==0,16+0,235=0,395 м

Определяем суммарные  потери напора в самотечной линии  при аварии:

●  == 0,65+0,94 =1,59 м

 

3. Расчет уровня воды в первом водоприёмно-сеточном отделении берегового колодца

Определяем суммарные  потери напора (Е) по пути движения воды из реки через оголовок и самотечную линию в береговой колодец  при нормальном режиме работы:

Е=+=0,12 + 0,395=0,52 м

Определяем суммарные  потери напора по пути движения воды из реки в случае аварии:

X=+=+1,59 =1,82 м

В первом водоприемном отделении.

Уровни при нормальном режиме работы:

●  ∇зм = Гзм - Е=7 – 0,52= 6,48 м;

●  ∇лм = Глм - Е=8 -0,52 =7,48 м;

●  ∇п = Гп - Е=18 -0,52 =17,48 м.

Гзм – горизонт зимней межени;

Глм – горизонт летней межени;

Гп – горизонт паводка.

Уровни в аварийном  режиме работы сооружений:

●  =7 -1,82 =5,18 м;

●  =8 – 1,82=6,18 м;

●  =18 -1,82 =16,18 м.

Во втором водоприёмно-сеточном отделении.

Потери напора в сетках (вращающихся) сооружений составляют:

●  при нормальной работе =0,16 м;

●  при аварийном режиме работы =0,65 м.

Уровни при нормальном режиме:

●  = 7-0,16 =6,84 м;

●  =8 -0,16 =7,84 м;

●  =18 -0,19 =17,81 м.

Уровни при аварийном  режиме работы:

●  =7 -0,65 =6,35 м;

●  =8 -0,65 =7,35 м;

●  =18 -0,65 =17,35 м.

 

 

4. Расчет сеток

В водозаборных сооружениях  малой производительности проектируются  вращающиеся сетки.

Определяем коэффициент  сетки:

 
а – расстояние между  проволоками, а= 1мм;

d – диаметр проволоки, d= 1мм.

Определяем площадь сеток  :

 

- скорость входа воды  в сетки, м/с

Принимаем стандартные вращающиеся  сетки размером 2х2 м.

Общее число сеток в  сооружении:

, где

 – площадь одной сетки, 4 ;

.

Определяем фактическую  скорость прохождения воды через  сетку:

 

 

= 1∙4 = 4 - фактическая площадь сетки

 

 

В аварийном режиме работы сетки поднимаются, и вода проходит к насосам, минуя сетки. Поэтому  расчет скорости прохождения воды через  сетки в аварийном режиме не требуется.

Определяем потери напора в сетках:

 

 

5. Расчет отметки днища берегового колодца

Над самотечной линией слой воды в береговом колодце должен быть не менее 0,2 м. Порог между дном и лотком трубы должен быть равным 1 м.

Определяем отметку дна  берегового колодца перед сетками:

 

 

- диаметр сифонной линии, м;

С – абсолютный минимум  уровня воды в первом водоприемном сеточном отделении, м;

Т – минимальный слой воды в береговом колодце над  самотечной линией, м;

Y – порог между дном и лотком трубы самотечной линии, м.

 

Определяем отметку днища  за сетками:

 

Ф – уровень воды за сетками  при нормальном режиме работы, Ф=6,31 м;

Т – минимальный слой воды в береговом колодце над  самотечной линией, м;

Х – высота вращающейся  сетки, Х=2 м;

Ц – порог между дном и лотком трубы самотечной линии, м.

 

Из двух отметок выбираем минимальную –3,11 м

Береговой колодец строится на отметке 19 м.

r – высота (в свету) подземной части берегового колодца, м.

 

Ш – отметка пола берегового колодца,

Ш=19,15 м

 

 

6. Расчет геометрической высоты подъема насосов

По заданию пьезометрическая отметка подачи воды – 38 м. Геометрическая высота подъема равна пьезометрической отметке, минус отметка уровня воды в береговом колодце за сетками.

●Рассчитаем геометрическую высоту подъема при нормальном режиме работы при половодье:

 

 18,31- уровень воды при нормальном режиме работы за сетками при паводке,

●Рассчитаем геометрическую высоту подъема при нормальном режиме работы при летней межени:

 

8,34- уровень воды при нормальном режиме работы за сетками при летней межени,

●Рассчитаем геометрическую высоту подъема при нормальном режиме работы при зимней межени:

 

7,34- уровень воды при нормальном режиме работы за сетками при зимней межени,

В аварийном режиме работы геометрические высоты подъема останутся  такими же, т.к. сетки при аварии поднимаются.

7. Подбор насосов для станции первого подъема

 

Производительность одного рабочего насоса рассчитываем по формуле:

 

 – производительность  одного рабочего насоса,

- число рабочих насосов.

Принимаем к установке  на насосной станции два рабочих  насоса.

Напор одного насоса (м) равен:

 

- потери во  всасывающих коммуникациях, ;

= 30,66м – максимальная геометрическая высота подъема воды;

 – потери  в напорных водоводах.

Диаметр напорных водоводов  принимаем равным диаметру самотечных линий,           

∙

 

=2,56 м – при и Q=925 л/с;

-длина напорных трубопроводов.

 

 

По каталогу насосов расчетным  параметрам соответствует насос: Д 5008-32 n=730 об/мин

Проектируем на насосной станции  два рабочих насоса, два резервных  на случай аварии.