Поверхностные и подземные источники воды

Т1-время работы насосной станции I подъема, Т1=24 

Водоприемник  принимаем в виде не защищенного  типа. Входные отверстия располагаем  по течению реки и перекрываем  сороудерживающими решетками.

   Площадь  входных отверстий водоприемника определяем исходя из скорости входа воды

где: 1,25 -коэффициент  учитывающий возможность засорения  отверстий

        - расчетный расход одной секции одного трубопровода  

 

n- число секций трубопровода n=2

- скорость входа воды в  водоприемное отверстие, принимаем  =(0,3:0,1)

К- коэффициент  учитывающий стеснение отверстий  стержнями решетки 

где:a- расстояние между стержнями в свету

       с- толщина стержней (м или см) 

а=50:100 мм

с=6:10 мм 
 

 

=1,25*   

Определяем диаметр  входной трубы

Принимаем решетку стандартную, с просветом окна 800*1000мм и =0,8 .

   Проверим  решетку на случай отключения  при аварии одной линии самотечных  труб, приняв расход по одной  линии равным 0,7 расчетного расхода  водозабора.

0,7*gрасч.водоз=0,7*0,04=0,028

Тогда скорость входа будет равна:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Расчет  самотечных линий 

   3.1 Определение размеров водовода

 

   Исходя  из надежности работы водозабора  принимаем водовод из двух самотечных линий, проложенных с обратным уклоном из стальных труб. Стальные трубы хорошо сопротивляются ударам плавающих предметов и не разрушаются при образовании под ними местных временных промоин.

   Чтобы  определить диаметр водовода  и потери напора в нем, задаемся расчетной скоростью Vрасч=0,7  . Тогда площадь поперечного сечения самотечных труб, должна быть определена по выражению:

откуда диаметр  самотечных труб (м)

   Принимаем стандартный диаметр округляя полученный по расчету в меньшую сторону,

175мм=0,175м и  проверяем скорость в трубе

 

3.2 Определение потерь  напора в  самотечных  линиях при уровне  низких вод УНВ. 

   Потери  напора в самотечных линиях при УНВ. Потери напора определяют как сумму потерь на местные сопротивления , поскольку при малой длине трубопровода (самотечных труб) они составляют значительную величину и потерь напора по длине hдл. 

Местные потери напора

где:h1-потери  напора в решетке (на входе), принимают h1=0,1м

       h2-потери на вход

      

где: Е- коэффициент  гидравлического сопротивления  при входе в раструб Е=0,1

        h3-потери напора в фасонных частях (тройнике) и арматуре (задвижке) на самотечных линиях

 

h4-потери напора на выходе (на вход в колодец)

hдл- потери напора по длине, определяют при работе двух линий самотечных труб

где: А- удельное сопротивление

       К- поправочный коэффициент на  неквадратичность зависимости потерь  напора от средней скорости  движения воды

       l-длина трубопровода

       g- расход

 

3.3 Определение потерь напора при аварийной работе водозабора в период отключения одной линии при уровне низких вод УНВ 

   Согласно  СНиП 2.04.02-84 при аварийной работе  допускается снижение водоотпора  на 30%.

Тогда скорость при аварии при  ,будет равна:

а потери напора:

где: h1- 0,1

       

         

3.4 Определение потерь  напора при   пропуске расчетного  расхода водозабора  по одной линии  в паводок при  уровне высоких вод УВВ. 

   Скорость  в самотечной линии должна  быть больше, чем скорость в  реке при УВВ, поэтому весь  расход идет по одной линии  (одна отключается) 

 

Сравниваем hУНВ=0,677м<hав=2,2м<hУВВ=2,3м следовательно расчет выполнен правильно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Промывка самотечных  труб  

   4.1 Технологическая  схема промывки  самотечных труб. 

   Возможны  три способа промывки самотечной  линии:

1)Обратным током  напорной воды, подводимой к   самотечной линии особой трубой  от нагнетательного трубопровода.

2)Обратным током,  то есть из берегового колодца  в реку за счет разности  уровней воды в колодце и  в реке. Колодец наполняется водой  по трубе из нагнетательного  трубопровода. После подъема уровня  воды в колодце на определенную  отметку быстро открывают клапан на промываемой самотечной линии и вода устремляется по ней с большой скоростью из колодца в реку.

3)Прямым током  воды из реки в колодец, но  с повышенной скоростью. В этом  случае воду из колодца выкачивают  насосами, затем быстро открывают клапан на самотечной линии, и вода из реки с большой скоростью устремляется по самотечной линии в береговой колодец.

   При промывке  самотечной линии обратным током  скорость движения воды в промываемой  трубе должна быть примерно в 2....3 раза больше скорости, принятой по расчету.

Следовательно, если из берегового колодца воду забирает только один насос, то промывка самотечных труб подачей воды только от этого  насоса невозможна, так как скорость движения воды при промывке будет  недостаточна. В этом случае необходимо иметь запасной резервуар, из которого вода под необходимым напором и в количестве, равном двойной производительности насоса, поступает в промываемую линию самотечных труб.

   При наличии  двух насосов и двух линий  самотечных труб можно, забирая воду из колодца двумя насосами, подавать ее по напорному трубопроводу в одну линию самотечных труб. Тогда последняя промывается с двойной скоростью обратным током. По второй линии самотечных труб во время промывки первой вода движется прямым током также с двойной скоростью. 

   4.2 Определение условий  для промывки труб 

   В процессе  эксплуатации не исключено засорение  входных решеток и труб. Для  удаления сора и наносов их  промывают обратным током воды. Воду на промывку подают по  нагнетательной линии от насосной станции.

   Скорость  промывной воды:

где: А- коэффициент  согласно СНиП А=7,5:10, принимаем А=8:Д- диаметр самотечной линии, м: d- диаметр промывных частиц,мм

                                      d=0,09:0,12 мм

м/с

Расход промывной  воды:

gпром=Vпром*Fсам=2,9*0,785*0,175^2=0,07

5. Береговой колодец

  

    5.1 Определение размеров берегового колодца по высоте. 

   Между  приемным и всасывающим отделениями  устанавливают плоскую, съемную сетку, размеры которой определяют по скорости Vс прохода воды через ячейки в свету (принимают не более 0,4 м/с при отсутствии внешних рыборазградителей):

Зная расход, скорость и определив коэффициент, учитывающий стеснение входа стержнями решеток

где: а- расстояние между проволоками сетки, принимаем 5 мм: а=2:5мм

        с- диаметр проволоки: с=1:1,5 мм, примем с=1,5 мм

 вычислим:

Принимаем стандартную  сетку размером 930х930 мм и F=0,86 , тогда скорость входа

 

м/с

Проверим скорость прохождения воды при отключении одной линии самотечных труб:

м/с

Следовательно, сетка выбрана правильно. 

5.2 Определение уровней  воды в береговом  колодце.

В межень при  уровне низких вод УНВ при работе двух линий:

В межень при  аварийной работе одной линии:

В паводок при  работе одной линии:

   Отметки  уровней воды в отделении всасывающих  линий принимают ниже, чем в  приемном, на 0,1м:

Отметка пола берегового колодца

   Отметка  выхода самотечных труб в приемное  отделение берегового колодца должна быть ниже наизнизшего уровня воды в нем не менее чем на 0,3м

   Глубина  прокладки самотечных линий в  пределах берега должна быть  ниже глубины промерзания, которая  принята 10 см.

   Нижнее основание будет ниже на высоту сетки Pc=0,93 м на отметке

Отметка дна  колодца на 0,5м ниже:

где: 0,5- высота порога между приемным и всасывающим  отделением, который    устраивают дл предотвращения попадания песка и ила во всасывающее отделение колодца,м.

   Для удаления  песка и ила из первого отделения  береговой колодец периодически промывают при помощи энжекторной установки, работающей от напорной линии насосной станции первого подъема.  

5.3 Определение размеров берегового колодца в плане 

   Размеры  колодца в плане находят из  условия размещения оборудования  в приемных и всасывающих секциях  (отделениях). Находим диаметры всасывающих  труб и связанного с ними  оборудования.

   Диаметр  всасывающей линии определим по расчетному расходу одной секции и скорости во всасывающей трубе VВС:

Принимаем VВС=2м/с, VВС=1,2:2 м/с, тогда

Полученный диаметр  совпадает с ближайшим стандартным =125мм=0,125м