Конструирование водозаборных сооружений

Конструирование водозаборов производится на основании данных гидравлических расчетов и обязательно с учетом выбранного способа строительства и правил конструирования их отдельных элементов.

Береговые водозаборы могут проектироваться прямоугольными или круглыми в плане.

Прямоугольные в плане береговые водозаборы рекомендуется применять:

а) на скальном грунте;

б) на нескальном основании при производительности более 6 м³/с;

в) при производительности менее 6 м³/с, если в помещении насосного зала устанавливается более четырех насосных агрегатов.

В водозаборах прямоугольной формы при количестве насосных агрегатов более четырех число водоприемных камер, оборудованных вращающимися сетками, может назначаться из условия работы двух насосов на одну вращающуюся сетку.

Береговые водозаборы сопрягаются с берегом при помощи дамбы или моста-галереи, в которой прокладываются напорные трубопроводы.

Основные минимальные необходимые конструктивные размеры водозаборов с плоскими съемными сетками приведены на рисунках 17 и 18.

Глубину заложения водозаборов принимают с таким расчетом, чтобы они никогда не были подмыты течением реки. Основание водоприемного колодца водозаборов принимают на 0,5-1,0 м ниже найденной глубины у берега.

Размеры отделений А₁, А₂, В₁ и В₂ зависят от типа сеток, трубопроводов, арматуры, затворов и шиберов: А₁=1,6+30 м; А₂=1,5+4,0 м и более в зависимости от диаметров всасывающих трубопроводов; В – ширина отверстий для сеток, м; в/2 – размер притоков, примерно равен 0,1-0,2 м; В₁=В+8 – ширина всасывающего отделения, м; В₂ – ширина приемного отделения, м; D₁ – диаметр низа раструба, м; D₁ = кD;

где D – диаметр всасывающей трубы, м;

к – коэффициент, равный 1,25-1,5;

ℓ - высота конуса, равна (1,25+2,1).

Оптимальное соотношение между объемом воды в колодце и производительностью водозабора Q(м³/с) равно 30+35.

Необходимая минимальная глубина реки у водоприемных окон должна быть не менее суммы трех высот:

h₁ – забрала, Н_р –или (D – диаметр самотечных линий) – высота водоприемных окон и h₂ – порога. Высота от низа льда до верхней кромки окна (h₁) принимается 0,2-0,3 м, с целью исключения возможности вымерзания решеток в ледяной покров и предохранения их от закупорки шугой или сором. Н_р (или D) подбирается по данным расчета водоприемных отверстий (или гидравлического расчета труб самотечных линий). Высота порога (h₂) принимается не менее 0,5 м.

Глубина приемного отделения ниже водоприемного окна h₃ принимается: для малых водозаборов – 0,5-0,8 м, для больших – 1,5 м. Если в водозаборе устанавливаются вращающиеся сетки, h₃ назначается в зависимости от их размеров, но не менее указанных.

Между приемным и всасывающим отделениями в окне перегородки устанавливаются сетки. Верх нижних окон должен быть затоплен под аварийный уровень на 0,2 м. Высота окна, которая равна размеру сетки, подбирается по данным расчетов. Под нижним окном в перегородке оставляется порог, высота которого принимается 0,5-1,0 м со стороны приемного отделения и 0,3-0,5 м – со стороны всасывающего. Дно во всасывающем отделении должно быть выше, чем в приемном, на 0,2-0,5 м для предотвращения подсоса донных осадков.

Всасывающие трубы не должны иметь резких поворотов и внезапных расширений. Поворот труб в плане и в вертикальной плоскости осуществляют по кривой с радиусом не менее 3,5D. Трубы укладывают с подъемом i=0,005 к насосам во избежание образования в них воздушных мешков.

Число секций всасывающего отделения должно быть не менее двух для насосных станций I и II категории. При установке крупных насосных агрегатов число секций и труб принимается равным числу насосов. В одной секции можно располагать две или несколько всасывающих трубопроводов, расстояния между которыми применяют 1,5-2 D₁. Дно секций выполняется с уклоном 0,07-0,1 к приямкам. Секции оборудуются лестницами для обслуживания.

Толщина стен и дна колодца определяется при расчете железобетонной конструкции. Во многих случаях она составляет 0,4-1,0 м перегородок 0,2-0,3 м, бетонного основания 0,8-2,0 м. Верх перекрытия водозаборного колодца должен быть выше на 1 м (с учетом высоты волны) самого высокого уровня воды в реке. Для удобства эксплуатации над колодцем устраивается павильон из кирпича или сборных железобетонных элементов.

Границы берегоукрепления назначают:

а) при расположении водозаборного сооружения на вогнутом берегу (неустойчивого) крепление должно быть осуществлено на всем участке вогнутого берега выше водозаборных сооружений до места, где берег из вогнутого переходит в выпуклый, а вниз по течению на расстоянии на менее чем 50-100 м;

Рис. 17. Береговой водозабор

а – береговой колодец; б – насосная станция

Рис. 18. Русловой водозабор

При конструировании берегового колодца речных водозаборов должны быть предусмотрены промывные устройства с подводом воды от напорных трубопроводов насосной станции, а для подъема сеток – подъемно-транспортные механизмы (наиболее часто – ручная таль с кошкой, реже – электртельфер). Кроме того, следует предусмотреть устройства для отвода промывной воды и сора из колодца в реку или местную систему канализации. Процессы взмучивания и удаления осадка из приямков необходимо механизировать.

В колодцах следует разместить указатели уровней воды, а также лестницы для спуска в него. Лестницы (с ограждением) стремянки располагают перед и после водоочистных сеток во всех секциях сеточных колодцев.

Объем воды в каждой секции колодца при минимальном расчетном уровне должен быть не менее 30-35 – кратного секундного расхода воды, забираемой насосами из секции.

При установке плоских сеток верх целесообразно располагать значительно выше минимального уровня воды, например, на уровне высокой межени, для того чтобы большую часть года процеживание воды через сетку происходило со скоростями течения воды в ячейках сетки, меньшими максимально допустимых. Такое решение позволяет обеспечить не только высокое качество очистки воды, но и позволит повысить надежность действия сеток в случае шугоносности реки.

Насосные станции в составе водозаборных сооружений раздельного типа, как правило, осуществляют строительством прямоугольной в плане формы в открытом котловане. В зависимости от амплитуды колебания уровней воды в реке и высоты всасывания насосов они могут быть: наземными (при малой амплитуде колебания уровней воды и большой допускаемой высоте всасывания насосов), полузаглубленными (когда насосы по условиям допустимой высоты всасывания должны быть установлены в подземной части здания насосной станции, но машинное помещение выходит и в наземную часть) и заглубленными (когда машинное помещение целиком располагается в подземной части здания).

Насосные станции, совмещенные с сеточным зданием, могут иметь в плане прямоугольную (при строительстве в открытом котловане) и круглую круглую форму (при осуществлении строительства методом опускного колодца). При этом принятая компоновка должна обеспечивать максимально полезное использование объема сооружения для размещения насосного и электротехнического оборудования при минимальных размерах сооружения. Наземный павильон прямоугольной формы расположен над водоприемно-сеточным отделением и оборудован подвесной кран-балкой для маневрирования рыбозащитными сетками и плоскими щитами, устанавливаемыми в водоприемных отверстиях; этот же кран используется для обслуживания вращающихся сеток.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: