Расчет водозаборных сооружений

скважина_v13.cdw

скважина.cdw

расч водозаб.doc

1. РУСЛОВЫЕ ВОДОЗАБОРЫ
Водозабор должен обеспечить пропуск максимального суточного расхода Qmaxcyт в соответствии с режимом работы сооружений.
1 Конструирование оголовка и расчет входных отверстий
Русловый водозабор состоит из приемного оголовка самотечной линии и берегового приемного колодца. Принимаем оголовок незащищенного типа так как река несудоходна и не используется для лесосплава. Согласно СНиП 2.04.02—84 верх оголовка должен размещаться ниже кромки льда не менее чем на 02 м а низ должен быть выше дна водоема не менее чем на 05 м.
Водоприемник устраиваем в виде наклонного стояка с воронкой (раструбом). Входные отверстия воронок располагаем по течению реки и перекрываем сороудерживающими решетками.
Площадь входных отверстий (м2) водоприемников определяем исходя из скорости входа воды с учетом стеснения сороудерживающими решетками от засорения по формуле
где 125 — коэффициент учитывающий засорение отверстий;
qрасч — расчетный расход одной секции одного трубопровода м3с;
a - коэффициент учитывающий расход воды на собственные нужды водопровода принимаем a=109 11;
T — продолжительность работы насосной станции I подъема принимаем круглосуточную; T= 24;
11214(2436002)=0071 лс
Vвх — скорость входа воды в водоприемные отверстия принимаем =015 мс (по СНиП 2.04.02—84 Vвх=01 03 мс);
K — коэффициент учитывающий стеснение отверстий стержнями решетки;
а — расстояние между стержнями в свету см;
с — толщина стержней см;
Для фильтрующего водоприемника с учетом рыбозащиты К=15+115=106
Fбр=125007110602=047м2
Диаметр входной воронки
Принимаем стандартную решетку (которая должна быть ≥ полученной расчетом) с просветом окна 1100X1100 мм и Fбр=025 м2.
Проверим решетку на случай отключения при аварии одной линии самотечных труб приняв расход по одной линии 07qрасч.водозаб = 070142=00994м3с
(qрасч.водозаб = 2qрасч.=20071=0142 м3с).
Тогда скорость входа
=12500994106047=028мс
Vвх=028 мс что находится в допустимых пределах.( Vвх 03 мс )
Рисунок 1. Русловой водозабор.
-оголовок; 2-самотечные трубы; 3-эжектор; 4-трубы эжектора; 5- задвижка;
- решетки;7-всасывающие трубы;8-подача воды от напорной линии на промывку самотечных труб;10-нагнетательные трубы
2 Расчет самотечных линий
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.
Расчет самотечной линии заключается в определении диаметра водовода и потерь напора в нем исходя из следующих требований: скорость течения воды в трубе должна быть не менее скорости течения в реке при УКВ Vреки=05 мс и не менее незаиляющей скорости 07 мс (СНиП 2.04.02—84).
Примем для расчета Vрасч=07 мс тогда площадь поперечного сечения самотечных труб
откуда диаметр самотечных труб (м):
d=(0071(078507))05 =036 м
Принимаем стандартный диаметр округляя полученный по расчету в большую сторону 360мм=040 м и проверяем скорость в трубе
V=qрасч Fсам =0071(0785·042)=056мс
3 Потери напора в самотечных линиях при УНВ (работе в межень)
Потери напора определяют как сумму потерь на местные сопротивления hмест поскольку при малой длине трубопровода (самотечных труб) они составляют значительную величину и потерь напора по длине hдл (см рис 1.20 1.22):
где h h2— потери на вход;
— коэффициент гидравлического сопротивления при входе в раструб; =01;
h2=010562(2981)=0001
h3— потери напора в фасонных частях (тройнике) и арматуре (задвижке) на самотечных линиях;
=(01+01)05622981=0003
h4 — потери напора на выходе (на вход в колодец);
h4 = =1(05622981)=0015м;
hдл — потери напора по длине определяют при работе двух линий самотечных труб;
l- длина самотечных труб l=10м
hУНВ=01+0001+0003+0015+010=0219 м.
4 Потери напора при аварийной работе водозабора в период отключения одной линии при УНВ
Согласно СНиП 2.04.02—84 при аварийной работе должен быть подан расход не менее 70% расчетного расхода водозабора то есть Qав=07qрасч.водоз=00994м3с
Тогда скорость при аварии:
Vав=Qав Fсам =00994 012 =0828 мс
=010832 2981= 0003 м
=(01+01) 083 22981=0007 м
hдл =AKl(07qрасч.водозаб) 2=105210009942 =02м
hав=01+0003+0007+0035+02=0652м
Потери напора при пропуске расчетного расхода водозабора по одной линии в паводок (при УВВ). Скорость в самотечной линии должна быть больше чем скорость в реке Vреки при УВВ поэтому весь расход идет по одной линии (одна отключается).
VУВВ=qрасч.водозаб Fсам =0142012=118мс
=(01+01) 1182 2981= 0014м
hдл =AKlq2расч.водоз=10521001422=0423м
hУВВ=h1+h2+h3+h4+hдл=01+0007+0014+007+042=0614м
5 Промывка самотечных труб
При 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
Vпром=А(Dd)025>25 мс
где A — коэффициент согласно СНиП A= 75 10 принимаем A=8; D — диаметр самотечной линии м; d—диаметр промывных частиц принимаем 01мм.
Vпром=А(Dd)025=8(04010) 025=357>25 мс.
Расход промывной воды:
qпром=Vпром.Fсам=357012=043 м3с
6. 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 04 мс при отсутствии внешних рыбозаградителей):
Зная расход скорость и определив коэффициент учитывающий стеснение входа стержнями решеток
где а — расстояние между проволоками сетки примем 2 мм; с — диаметр проволоки с=1 15 мм примем с=1мм;
Fбр=125(007104)·225=049м2
Принимаем стандартную сетку размером 850X850 мм и F=072 м2 тогда скорость входа
Vвх= 125qрасч Kс Fбр=1252250071072=02704 мс
Проверим скорость прохождения воды при отключении одной линии самотечных труб (при аварии):
Vав= 1250722501421=03804 мс.
Следовательно сетка выбрана правильно.
7. Определение уровней воды в береговом колодце
В межень (УНВ) при работе двух линий:
z1=zУНВ- hУНВ=17-0219=1678м.
В межень при аварийной работе одной линии:
z2=zУНВ- hав=17-0652=1634 м.
В паводок при работе одной линии:
z3=zУВВ- hУВВ=21- 0614=2038 м.
Отметки уровней воды в отделении всасывающих линий принимают ниже чем в приемном на 01 м:
z’1=z1-01=1678-01=1668м
z’2=z2-01=1634 -01=1624м
z’3=z3-01=2038-01=2028м
Отметка пола берегового колодца:
Отметка выхода самотечных труб в приемное отделение берегового колодца должна быть ниже наинизшего уровня воды в нем не менее чем на 03 м:
z5=zmin прием-03=z’2-03=1624-03=1594м
Верх сетки устанавливают на 10 см ниже минимального уровня воды во всасывающем отделении поэтому:
z6= z’2-01=1624-01=1614м.
Нижнее основание будет ниже на высоту сетки Рс = 08 м на отметке
z7= z6-Pc=164-08=156м.
Отметка дна колодца на 05 м ниже:
z8=z7-05=156 -05=151 м
где 05 — высота порога между приемным и всасывающим отделением который устраивают для предотвращения попадания песка и ила во всасывающее отделение колодца м.
Для удаления песка и ила из первого отделения береговой колодец периодически промывают при помощи эжекторной установки работающей от напорной линии насосной станции I подъема.
Схема берегового колодца и положение уровней воды в нем показаны на рисунках.
71 Определение размеров берегового колодца в плане.
Размеры колодца в плане находят из условия размещения оборудования в приемных и всасывающих секциях (отделениях). Диаметр самотечных труб тип и размеры промывного оборудования определены выше. 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=15 мс (Vвс=12 2 мс) тогда
dвс= [0071(078515)]05=0245м.
Принимаем стандартный диаметр dвc=300 мм. Находим диаметр воронки на концах всасывающих труб
Dвор= 13 15 dвс=15 03=045 м.
Расстояние от дна колодца до сетки на концах всасывающих труб должно быть не менее 2Dвоp = 2045=09 м.
Расстояние от дна колодца до раструба всасывающей трубы принимаем 1 м. Заглубление воронки под уровень должно быть не менее Dвоp.
Из условия монтажа оборудования и эксплуатации назначаем диаметр колодца 3 м толщину стенок 25 см.
Рисунок 1.1 Поперечный разрез берегового колодца.
8. Береговой тип водозаборных сооружений.
Береговой тип водозаборных сооружений применяют при крутых берегах больших глубинах воды у берега значительных колебаниях уровней в водоисточнике и при большой производительности водозабора. Эти сооружения часто совмещают с насосной станцией I подъема.
Наименьшую глубину (м) реки (не покрытую льдом) в месте расположения водоприемных отверстий (окон) вычисляют по формуле
где р — высота порога от дна реки до низа водоприемных отверстий м (принимают не меньше 05 м);
h — высота приемных окон м (определяют гидравлическим расчетом);
S — конструктивная величина от верха водоприемных отверстий до ложбинки волны но не менее 05 м.
Hmin расч=05+068+05=168м
Рисунок 2-Береговой тип водозаборного сооружения совмещенного типа:
-верхние и нижние окна с решетками; 3-сетка
При наличии льда расчетная глубина (м):
Hmin расч=p+h+s+m+t1
где m — расстояние от верха водоприемных окон до нижней кромки льда=005;
t1—толщина льда находящаяся ниже УНВ м;
t — толщина льда t=05 м.
Hmin расч=05+068+05+005+0905=218м
Форма водоприемника берегового типа в плане зависит от размещения оборудования и условий производства работ и может быть круглой эллипсоидальной или прямоугольной.
Гидравлический расчет. Размеры водоприемных окон решеток сеток труб определяют гидравлическим расчетом и обязательно в увязке с режимом работы насосной станции I подъема.
Суммарная площадь входных окон (м2) при нормальной работе двух секций с учетом закрытия окон решетками согласно СНиП 2.04.02—84
Fвх=125(qрасч.водоз Vвх)K
где Vвх — скорость входа без учета требований рыбозащиты принимают
К — коэффициент; учитывающий стеснение отверстий стержнями решетки;
Для фильтрующего водоприемника с учетом рыбозащиты К=2
Для рыбозащиты могут быть поставлены рыбозаградительные сетки. Тогда для рек со скоростью течения воды Vр >04мс скорость на входе Vвх.доп = 05 мс.
Fвх=1250142·205=071 м2
Число и размеры входных окон назначают с учетом эксплуатации и конструктивных соображений. Чтобы решетки были удобны для подъема рекомендуют высоту их назначать больше ширины. При образовании в водоеме шуги и внутриводного льда предусматривают электрообогрев обработку горячим паром и др.
Размеры отделений берегового колодца определяют из условия размещения оборудования по конструктивным и эксплуатационным соображениям которые должны обеспечивать эксплуатацию осмотр и ремонт оборудования. Соотношения размеров в плане должны обеспечивать no-возможности плавное движение воды от входных окон к сеткам от сеток к всасывающим трубам. Если водозаборные сооружения устраивают на водоемах (реках водохранилищах и т. д.) рыбохозяйственного значения то предусматривают рыбозащитные и рыбоохранные мероприятия. Выбор мероприятий зависит от природных условий источников от условий обитания (жизни) и поведения рыб.
В последние годы лучевые водозаборы находят все большее применение для добывания подземных вод. Лучевой водозабор представляет собой водосборную шахту из которой различными способами пробуривают горизонтальные или наклонные буровые скважины каптирующие водоносные пласты (рис. 3).
Рисунок 3- Разрез инфильтрационного лучевого водозабора построенного в долине р. Рейн по методу Раннея:
— водосборная шахта; 2 — горизонтальные скважины — лучи; 3 —глина; 4 — песок; 5— наброска
Рисунок 3.1.-Шахта лучевого водозабора у г. Эйленбурга (ГДР) разделенная на две камеры—водосборную и рабочую:
— водосборная камера; 2 — погружной центробежный насос; 3 — рабочая камера; 4 — фильтровые лучи.
Рисунок 3.2-Схемы лучевых водозаборов в разрезе (ВНИИВодгео 1978):
а — лучевой одноярусный; б — малый лучевой водозабор; в—многоярусный водозабор; г— комбинированный лучевой водозабор с вертикальными и наклонными скважинами-усилителями.
Рисунок- 3.3. Схемы лучевого водозабора с восходящими (а) и нисходящими (б) лучами.
В шахте размещаются насосы. Иногда шахта состоит из двух камер—водосборной и рабочей (рис. 2.1). Это значительно улучшает условия эксплуатации водозабора так как позволяет контролировать работу каждого луча (взятие проб измерение давления расхода). Кроме того упрощаются очистка скважин и мероприятия по восстановлению их производительности.
Водозаборные скважины-лучи можно устраивать в один ярус (рис 3.2 а) или в несколько ярусов (рис. 3.2 e). Возможно бурение наклонных лучей захватывающих многослойные водоносные пласты (рис. 3.3)
Водоприемные лучи устраивают двумя способами: а) вдавливанием в грунт фильтровых труб с одновременным отводом грунта водоносного пласта под гидростатическим давлением воды через присоединенную к буровой головке шламовую трубу размещаемую внутри фильтровых труб (метод Раннея); б) вдавливанием обсадных труб с последующей установкой в них фильтровых труб. Обсадные трубы после этого удаляют.
Некоторые рекомендации по устройству лучевых водозаборов приведены в СНиП П-31—74 (5.66—5.75).
1 . Условия применения лучевых водозаборов
В зависимости от условий питания лучевые водозаборы можно разделить на пять типов: подрусловые- фильтровые лучи устраиваются под руслом а шахта в русле реки то же но водосборная шахта находится на берегу; береговые - шахта и лучи на берегу водоема; берегорусловые; междуречные; водораздельные.
Лучевые водозаборы целесообразно применять для захвата водоносных пластов сравнительно небольшой мощности (1 10 м) но залегающих на глубине до 30 50 м. При большой мощности малодебитных пластов многоярусные лучевые водозаборы обычно выгоднее вертикальных. Особенно эффективен захват лучевым водозабором инфильтрационных и подрусловых вод.
При наличии в водоносных грунтах валунов или крупной гальки лучевые водозаборы не применяют из-за трудностей при проходке лучей. Значительные препятствия также возникают при проходке лучей в плывунах и илистых мелкозернистых и однородных песках.
Вместе с тем следует отметить ряд достоинств лучевых водозаборов. Общая площадь занимаемая лучевым водозабором всегда меньше территории отводимой на вертикальные водозаборы одинаковой производительности.
Вследствие значительного увеличения водоприемной поверхности обеспечивается возможность снижения входной скорости фильтрации что приводит к уменьшению механической и химической кольматации фильтров и увеличению срока службы водозабора.
Более надежен захват лучевыми водозаборами пресных вод из линз залегающих над водами высокой минерализации.
Рисунок 3.05. Типы водозаборов по условиям питания к расположения на местности:
а и б — подрусловые; в — береговой; г — берегорусловый; д — междуречный; е — водораздельный.
2 Расчет лучевых водозаборов
Определение колодца в безнапорных пластах
Коэффициент фильтрации:
q=136Kф=1 36·10·=83534 29
где H- полный напор воды в скважине т.е. разница между статическим уровнем воды в скважине и подошвой водоносного пласта H= 1434м;
h- разность между динамическим уровнем воды у внешней стенки скважины и подошвой водоносного пласта h=29м;
R-радиус влияния R=300;
r- радиус колодца скважины r=015м.
Находи количество скважин:
Дебит лучевого водозабора определяют методом приведения его к дебиту колодца (Водгео 1978)
где К — коэффициент фильтрации водоносного грунта мсут; К=25 мсут
m — мощность напорного водоносного пласта м; для безнапорных пластов m~08Не; m=10м
Не — мощность безнапорного пласта до откачки м;
S — глубина понижения уровня воды в сборном колодце то есть
где Не и Но — напор воды в пласте до откачки и при откачке м;
Не=17308=216м; Но=216-4=176м
Rб Rп - фильтрационные сопротивления соответственно береговых и подрусловых горизонтальных скважин.
3 Расчет берегового лучевого водозабора.
При расчете берегового лучевого водозабора то есть когда подрусловые лучи отсутствуют можно полагать Rп= и следовательно 1Rп=0.
Фильтрационное сопротивление береговых скважин
Rб=(lnVr+2lnVт)m(lKнNб)
Рисунок 3.06. Схемы к расчету производительности лучевых водозаборов (Водгео 1978):
а — берегового; б — подруслового.
Для определения Rб необходимо предварительно вычислить величины входящие в формулу:
где Nб — число лучей водозабора размещенных равномерно по всему кругу;
r0 — радиус горизонтальной скважины r0 =01 м;
L — расстояние от оси водосборного колодца до уреза воды в водоеме L=30м;
Значения коэффициентов взаимодействия лучей Kн и приведены в таблице 1.7.
Таблица 1.7-Значения коэффициентов Кн и в формуле
Rб=(ln1897+228ln26)173(3002812)=14
Q=2314251734(114)=93124 м3сут
4 Расчет подруслового лучевого водозабора.
Производительность подруслового лучевого водозабора определяют по формуле но принимают Rб=. Фильтрационное сопротивление подрусловых лучей (Водгео 1978)
где N п — число лучей под руслом;
с — заглубление лучей под русло реки с=3м
Когда lm≥3 то u п можно определить по формуле
где =30— угол между лучами.
lm=12≤3. Но в учебных целях я принимаю lm=3 тогда
Rп=(43+225)1733012=13
Q=2314301734(113)=100287 м3сут
При наличии в русле отложений или других обстоятельств указывающих на фильтрационное несовершенство реки к действительному расстоянию от водозабора до реки L прибавляют L заглубление лучей принимают cн=c+L.
5 Расчет комбинированного лучевого водозабора.
Т.к. лучи подрусловой части водозабора находятся выше береговой (с≤S) то при =30 можно разместить 24 луча (12 вверху и 12 внизу).
Q=2314301734(113+114)=71705 м3сут
Шахтный колодец — один из наиболее распространенных видов вододобывающих сооружений. Число их в СССР исчислялось сотнями тысяч.
Шахтные колодцы устраивают главным образом для захвата сравнительно малодебитных неглубоко залегающих водоносных пластов. Добывать воду из водоносных пластов большой производительности хотя бы они и залегали на небольшой глубине выгоднее трубчатыми колодцами. Глубина шахтных колодцев редко превышает 40 50 м обычно она составляет не более 10 20 м.
Основные элементы шахтного колодца(рис 4) следующие: оголовок ствол водоприемная часть зумпф.
Зумпф устраивают только при необходимости создания некоторого запаса воды а также для лучшего использования водоносного пласта. Образование запаса воды в колодце может быть также достигнуто уширением водоприемной части то есть устройством так называемого шатра.
Зумпф нельзя устраивать в следующих случаях:
) если ниже водоносного слоя с пресной водой идут пласты с недоброкачественной водой;
) если под водонепроницаемым подстилающим слоем лежат пласты большой водопроницаемости или сухие или водоносные но с напором меньшим чем в каптируемом водоносном пласте.
Размеры зумпфа определяются объемом необходимого запаса воды плюс некоторый мертвый неиспользуемый слой воды. Запас не следует делать чрезмерно большим так как вследствие застоя воды в колодце может ухудшиться ее качество.
Для увеличения отбора воды из колодца при периодической его откачке запас воды в нем должен размещаться ниже предельного динамического уровня. Если объем водоприемной части ниже предельного динамического уровня недостаточен для размещения потребного запаса воды то необходимо увеличить диаметр водоприемной части или заглубить колодец то есть устроить зумпф. Во всех случаях ниже храпка насоса или приемного клапана сифона должен быть слой воды толщиной 07 1 м.
Рисунок 4 Общая схема устройства шахтного колодца:
— статический уровень воды в колодце; 2 — динамический уровень воды; 3 — зумпф; 4 — водоприемная часть; 5 — ствол; 6 — оголовок; 7 — отсыпка; 8 — глиняный замок.
q=2KфrS=231410124=30144 м3сут
Водоприемная часть служит как показывает само название для приема воды из водоносного пласта. Ее размеры определяются из условий неразмываемости грунта.
Ствол служит для размещения в нем в случае необходимости водоподъемных приспособлений. Кроме того он необходим для отрывки колодца и устройства водоприемной части. С учетом этих соображений назначают его размеры.
Размеры ствола достаточные для удобного производства земляных работ следующие: для квадратных колодцев—14 X l4 м по внутреннему обмеру (как нежелательный минимум— 09X09 м) и для круглых— 1 м по внутреннему обмеру. Обычно стволу придают размеры одинаковые с размерами водоприемной части.
Оголовок защищает колодец от попадания в него сверху загрязнений и создает наиболее удобные условия эксплуатации (водоподъем водозабор наблюдение за работой колодца). Вместе с этим в районах с суровым климатом и при небольшой глубине колодца оголовок должен предохранить воду в колодце от промерзания. Поэтому если обычно оголовок делают одинаковых размеров со стволом то при необходимости защиты колодца от промерзания размеры оголовка несколько уменьшают.
Для выполнения своей основной задачи — добыть воду в необходимом количестве и с сохранением ее качества — всякий колодец должен удовлетворять следующим требованиям:
Крепление стен ствола и оголовка должно быть водонепроницаемым и не допускать проникновения в колодец загрязненных поверхностных вод и вод верхних водоносных горизонтов по каким-либо соображениям признанных непригодными для водоснабжения.
Крепление стен ствола и оголовка должно быть выполнено из материалов не ухудшающих качество воды и не способствующих образованию на стенках колодца плесени и слизи.
Колодец сверху должен быть всегда плотно закрыт водонепроницаемой крышкой.
Водоподъем из колодца следует осуществлять приспособлениями не вносящими в колодец возможных загрязнений.
И этом отношении хуже всего ведерный водоподъем. С санитарной точки зрения самый лучший подъем воды из колодца насосами.
Внутреннее пространство над водой в колодце должно вентилироваться через особые вентиляционные трубы или вентиляционные отверстия не допускающие попадания в колодец загрязнений.
Крепление колодца должно быть прочным и долговечным; все части крепления должны быть прочно и плотно пригнаны друг к другу и выдерживать внешнее давление грунта; стенки ствола необходимо делать по отвесу.
За креплением в грунте не должно быть никаких пустот и каверн. Последние должны быть заполнены грунтом.
Конструкция водоприемной части должна предохранять
колодец от заиления проникающими через водоприемные отверстия частицами грунта.
Колодец должен быть удален от возможных очагов загрязнения (жилых домов скотных дворов навозохранилищ и т. д.). Вопрос об удалении колодцев от источников загрязнения следует решать в каждом случае особо учитывая все местные условия питания и залегания водоносного пласта и свойства возможного очага загрязнения.
Колодцы должны располагаться в местах не затапливаемых поверхностными водами.
По виду материала из которого выполняется крепление стен колодцев они делятся на деревянные каменные кирпичные бетонные железобетонные и др. Конструкции каждого из этих колодцев определяются свойствами материалов.
РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВОДОЗАБОРОВ.
Устраивают их при глубине залегания подземных вод до 8 м. Горизонтальные водозаборы— дренажные трубы (трубы с отверстиями) или галереи которые захватывают воду из водоносного пласта и подводят ее самотеком к сборным камерам или резервуарам (рис. 5 а). В смотровой камере размещают переливные и сливные трубы и арматуру по управлению ими. В плане горизонтальные водозаборы располагают перпендикулярно направлению подземного потока (приток с одной стороны) или вдоль подземного потока (приток с обеих сторон).
Приток воды к горизонтальному водозабору уложенному на водоупоре (рис. 5 б) перпендикулярно движению подземного потока по длине участка называют путевым притоком (приток с одной стороны) и определяют по формуле
qпут.пр=Kфl(H2-h2)(2R)
где Kф—коэффициент фильтрации мсут; Для песка средней крупности Kф =10 мсут
qуд=Kф(H2-h2)2R=10(32-062)2·438=107
Н — глубина воды в водоносном слое Н=3 м;
h — глубина слоя воды м; принимают h= (015 .. .03)Н h=06м;
R — радиус влияния определяют по эмпирической формуле К. В. Кусакина
R=2S(KфH) 05=24(103)05=438 м.
Диаметр труб определяют гидравлическим расчетом из условия пропуска расчетного расхода при заполнении hd=05 (где h — высота слоя воды в трубе м; d — диаметр трубы м; принимают не менее 150 мм) и скорости движения V≥07 мс.
Расчет проводят в таком порядке.
Назначают расчетные участки трубчатого водозабора
обычно расстояния между колодцами принимают около 50 м.
Определяют путевой приток воды qпут.пр:
qпут.пр=107785(32-062)(2438)=4550м3сут
Вычисляют расчетные расходы (м3с) на участках:
qрасч =qтр +a qпут.пр
где qтр— транзитный расход со стороны вышележащих участков м3с; принимаю qтр по номеру студенческого билета qтр =7691м3сут
а — гидравлический коэффициент зависящий от соотношения путевого и транзитного расходов на участке; а=05.
qрасч =7691+054550=30441м3сут=004 м3с
Определяют диаметры и гидравлические уклоны задаваясь скоростью V≥07 мс (V=135) и наполнением hd по таблицам расчета безнапорных трубопроводов.
F= qрасч V=004135=0029 м2
Рассчитывают сборную камеру или сборный колодец. Сборная камера чаще всего состоит из двух отделений (одно рабочее и одно с оборудованием). Расчетом определяют длину и ширину камеры.
Длина (м) рабочего отделения камеры:
где Vк — скорость движения воды в камере мс;
hк — глубина воды в камере м;
uк—скорость осаждения частиц мс.
Задаются значениями vк = 001 0015 мс; hк=07 15 м; uк=0006 001 мс.
где Fк — площадь поперечного сечения камеры м2;
Так как при расчете камеры задаются цифровыми значениями некоторых величин входящих в формулы после расчета полученные размеры камеры уточняют для нахождения оптимальных конструктивных соотношений.
Во втором отделении размещают оборудование.
Рисунок 5 Горизонтальный водозабор:
— дренажные трубы или галерея с отверстиями; 2 — сборная камера
КОВШОВЫЕ ВОДОЗАБОРЫ.
Ковшовые водозаборы применяются для улучшения естественных условий забора воды из шугоносных рек в целях предохранения водоприемных отверстий от закупорки льдом и шугой для борьбы с наносами поскольку при малой скорости движения воды наносы оседают в ковше создания больших глубин у места приема воды забора больших количеств воды.
Основные размеры ковша определяют из условия работы как шугоотстойника или просто отстойника.
Глубину ковша принимаем. Условная средняя скорость течения в ковше зависит от степени шугоносности реки. Скорость потока должна обеспечивать всасываемость шуги. Скорость тем меньше чем тяжелее шуго-ледовая обстановка. Ширину ковша по дну вычисляют по формуле:
Где q расч вз – расчетный расход водозабора м3с
ср вз – средняя скорость в ковше 01-015 мс
h- глубина между нижней кромкой льда и наносами на дне 2-25м
m- заложение откосов
Bдна= 580(01*2)-1(2+2)= -1526м
Длину ковша определяют по формуле
вх –длина входной части ковша
вх= 1-15 Вур.к.= 1*(-1526)= -1526м
где Вур.к. – ширина ковша по урезу воды при движении шуги;
ш – часть ковша занятая отложениями шуги 10-20м; Принимаем ш=10 м
где 29- коэффициент учитывающий турбулентность потока и угол конусности транзитной
bн- начальная ширина транзитной струи
где h- глубина воды в ковше;
вх – фактическая скорость входа воды в ковш зависит от скорости течения реки и
Um – скорость всплытия шуги 0016-002 мс
к = -1526+10+ 7966=78234м
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Семагин В.П. Небольсина К.А. Белякова В.М. Курсовое и дипломное проектирование
посельскохозяйственному водоснабжению. - М.: Агропромиздат 1990. – 337 с.
Николадзе Г.И. Сомов М.А. Водоснабжение.- М.: Стройиздат 1995. - 120 с.
Оводов В. С. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. -М.: Колос 1984.-480 с.
СНиП 2.04.02 – 84*Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. - М.: Стандарт 1996.
Гринь В.Г.Орехова В.И.Свистунов Ю.А.Учебное пособие «Водозаборные сооружения поверхностных и подземных вод».

титул расчет водозаб. соор..doc

ФГУ ВПО КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра комплексных систем водоснабжения
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
по дисциплине «ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД»
на тему: «Расчет водозаборных сооружений»
РУСЛОВЫЕ ВОДОЗАБОРЫ 3
1 Конструирование оголовка и расчет входных отверстий ..3
2 Расчет самотечных линий 5
3 Потери напора в самотечных линиях при УНВ (работе в межень) .5
4 Потери напора при аварийной работе водозабора в период отключения
одной линии при УНВ .6
5 Промывка самотечных труб ..7
6. Определение размеров берегового колодца по высоте .8
7. Определение уровней воды в береговом колодце ..8
71 Определение размеров берегового колодца в плане. ..9
8. Береговой тип водозаборных сооружений. ..10
ЛУЧЕВЫЕ ВОДОЗАБОРЫ 13
1 . Условия применения лучевых водозаборов 16
2 Расчет лучевых водозаборов 17
3 Расчет берегового лучевого водозабора 18
4 Расчет подруслового лучевого водозабора .19
5 Расчет комбинированного лучевого водозабора 20
ШАХТНЫЕ КОЛОДЦЫ ..22
РАСЧЕТ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВОДОЗАБОРОВ 25
КОВШОВЫЕ ВОДОЗАБОРЫ 28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 30