Поверхностный береговой водозабор

Пояснительная.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ.
Кафедра: Водоснабжение водоотведение и охрана водных ресурсов.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту:
«Водоприемные сооружения из поверхностных источников»
Выбор места водоприемника
Выбор типа водоприемника ..
Гидравлический расчет элементов водоприемника
1.Определение расчетных расходов воды
2. Расчет входных окон .
3. Проектирование самотечных линий
4. Определение минимального уровня воды в колодце .
Подбор оборудования
1.Проектирование всасывающих и напорных водоводов
2.Подбор насосных агрегатов
3.Подбор прочего оборудования
Конструирование водоприемного колодца ..
Конструирование наземного павильона
Проверка устойчивости берегового колодца
Мероприятия по борьбе с шугой .. .
Рыбозащитные мероприятия ..
Проектирование зон санитарной охраны .
Список использованной литературы .
Приложение: Спецификация труб арматуры и оборудования. .
Стр - ; табл - ; рис - ; библ –
Запроектирован русловый водозабор производительностью 35000 . Тип водозабора выбран в соответствии с природными условиями он раздельный. Выполнены гидравлические расчеты водозабора: определение расчетных расходов воды – в нормальном режиме 13775 в форсированном –1928 выполнен расчет входных окон - F1 = 10 м2 D = 115 м запроектированы стальные самотечные линии D = 350 мм с уклоном в сторону оголовка. Выбран тип оголовка с учетом надежности рыбо – и шуго защиты – раструбный свайный.
Расчитан минимальный уровень воды в колодце он составил 1084 м.
Рассчитаны напорные водоводы по регламентированным скоростям принят тип материала – сталь предусмотрена антикоррозионная обработка.
Выполнен расчет на проверку устойчивости берегового колодца. Коэффициент всплытия равен 22. Разработаны зоны санитарной охраны.
Выполнена спецификация труб арматуры и оборудования разработана конструкция руслового раздельного водозабора планы разрезы разработан генплан.
Выбор места водоприемника.
От выбора места приема воды во многом зависит надежность работы водоприёмника. При выборе места водоприемника были учтены следующие условия: возможность организации зон санитарной охраны; качество воды близкое к требуемому потребителем; место приема воды близкое к потребителю.
Запрещается расположение водоприемников в местах разрушения берегов обвалов отложение наносов нереста рыб в зонах движения судов заторов льда и шугозаборов в верховьях водохранилищ.
В данном курсовом проекте принято следующее расположение водоприемника: выше по течению реки от населенного пункта выпуска сточных вод; на главном русле реки.
Выбранное место размещения водоприемника удовлетворяет требованиям п.п. 5.83-5.86[1].
Выбор типа водоприемника.
При выборе типа водоприёмника нужно руководствовался данными п.п. 5.88. -5.90 5.92 и табл.13[1]. Сначала была установлена степень сложности природных условий забора воды по табл. 12[1]. По заданию естественные условия забора воды средние: мутность 270мгл500мгл толщина ледяной корки 025м08м русло и берега устойчивые с сезонными деформациями имеется шуга водоросли отсутствуют. Следовательно компоновка водозабора выбрана раздельная.
Выбор типа водозабора осуществлен в соответствии с профилем берега: берег пологий амплитуда колебаний уровня воды 45м 6м (см. рис.1) грунты прочные. Следовательно тип водозабора выбран русловый.
По таб. 13 [1] русловый водозабор со средними условиями забора воды может обеспечить II категорию надежности. Что обеспечивает потребности населенного пункта.
Тип оголовка принят раструбный свайный т.к. он наиболее подходит для небольших рек неиспользуемых для лесосплава и судоходства с относительно легкими природными условиями. А так же он является простым компактным экономичным.
Так как выбранный тип оголовка требует установки рыбозаградителей то предусмотрен так же рыбозащитный сетчатый барабан.
Гидравлические расчеты элементов водоприемника.
1 Определение расчетных расходов воды
Необходимо выполнить гидравлические расчеты водоприемных окон сороудерживающих сеток. Расчеты выполняются на условиях нормальной и форсированной работы элементов водоприемника.
Нормальная работа водоприемника будет иметь место при одновременной работе всех секций. В форсированном режиме элементы водоприемника будут работать при отключении одной секции. Т.к. 1 категория надежности то снижение подачи не должно превышать 30%.
Расчетный расход секции в нормальном режиме Qн определяется как результат деления производительности водоприемника Q на количество секций nc
Производительность водозабора:
Qн= Qnc = 238002=11900 м³сут = 49585 м³ч = 014=
Расчетный расход в форсированном режиме:
Qф=07Q(nc-1)=07*23800(2-1)= 16660 м³сут = 6942=
Из соображений надежности количество секций приняты 2.
Определение размеров элементов водоприемника выполняется на пропуск расхода Qn. По расходу Qф определяются потери напора в элементах водоприемника с целью расчета минимального уровня воды в русловом колодце.
2.Расчет входных окон
Поскольку в данном курсовом проекте принят раструбный свайный оголовок то входные окна являются круглыми в плане.
Площадь одного водоприемного окна:
где V- скорость входа воды (принимается по рекомендациям п.5. 94[1] с учетом рыбо- и шугозащиты) мс
К- коэффициент который учитывает засорение гравийной загрузки
где а – расстояние между стержнями решеток 50 100мм;
с - толщина стержней решеток 6 20мм в зависимости от размеров решеток
F1=125*114*01402=0998 м2 = 1 м2
Т.к. входные окна круглые то определяем их диаметр:
D = (4FП)12 = (4*1314)12 = 115 м
Кроме размеров оголовка необходимо определить его расположение в створе источника. Минимальная глубина воды в источнике для установки оголовка
где Нвх - высота входного окна м;
h - высота половины волны (015)
Нмин=15+015+08=245 м
3. Проектирование самотечных линий.
Принимаем две самотечные линии стальных труб.
Согласно п. 5.99 [1] для II категории надежности и диаметре труб 500 – 800 мм скорость воды должна быть в пределах 1 - 14 мс. Приняты трубы стальные. По Qн и [2] подобран диаметр самотечной линии – D = 350 мм V = 133 мс.
Самотечные линии укладываются с уклоном 0005 в сторону оголовка.
Самотечные линии промываются прямой промывкой со скоростью воды на 25% большей чем скорость потока в трубе при нормальном режиме.
Потери напора в самотечных линиях рассчитываются по форсированному расходу: Qф=1928 лс V=186 мс 1000i=139
Потери напора по длине составят:
где l – расстояние от оголовка до берегового колодца м (см. рис. 1).
Потери напора на местные сопротивления составят:
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений.
4. Определение минимального уровня воды в колодце.
Отметка минимального уровня воды в колодце при работе водоприёмника в форсированном режиме
Zk = Zн - = 1095 – 112 = 10838 м
где Zн - минимальная отметка уровня воды в источнике м Zн=1095 м
h - сумма потерь напора по пути движения воды из источника в колодец.
– потери напора в решетках ( =01м)
- потери напора в сетках ( = 01м)
Подбор оборудования.
1 Проектирование всасывающих и напорных водоводов
При II категории надежности принято две всасывающие линии.
Материал труб – сталь (из соображений механической прочности). Диаметр труб определен по Qн=13775 лс с учетом того что скорости должны находится в пределах 10-15 мс. D = 350 мм.
Потери напора во всасывающих линиях рассчитываются по форсированному расходу: Qф=1928 лс V=186 мс 1000i=139
где l – длина всасывающих линий м
Сумма потерь напора во всасывающих линиях:
Количество напорных водоводов равно 2. Диаметр труб выбран экономически наивыгоднейший. D = 400 мм. Трубы приняты пластмассовыми.
Потери напора составили:
где l – расстояние от берегового колодца до ВОС м. l=2600 м
2 Подбор насосных агрегатов
Насосное оборудование подбирается по производительности водозабора и необходимому напору с учетом рекомендации п.5.108(1).
Необходимый напор насосов
H=Zп-Zk+hвс+hн+5м (8)
где Zп - отметка подачи воды насосной станцией 1 подъема; Zп=1360м
Zk - отметка минимального уровня воды в колодце при работе водоприемника в форсированном режиме; Zk=10838м
hвс – потери напора на всасывающих трубопроводах;
hн – потери напора в напорных линиях.
H= 1360 -10838+138+092+5=4734 м
Необходимая производительность одного насоса:
Q1=QKпN=9917*1152= 570 м3ч (9)
где Q - производительность водоприемника м3с ;
Кп – коэффициент параллельности работы насосов для N=2 Kп=115
N - количество рабочих насосов шт.
По напору и производительности подобран насос типа Д 500-65
Напор H= 480 м производительность Q= 570м3ч кол-во оборотов
n-1450 обмин. N=110 кВт диаметр рабочего колеса D=432 мм. Электродвигатель 4А280М4УЗ мощность N= 132 кВт масса насоса M= 620 кг.
Согласно категории надежности потребителя (2–ая) предусмотрено резервирование насосных агрегатов в количестве 2 шт.
3 Подбор прочего оборудования
Для подъема и установки оборудования предусматривается две тали электрическая грузоподъемностью 2 т ТЭ2-541.
Подбор подъемно - транспортного оборудования производился по [3] с учетом планировочных решений и веса который поднимается.
Электродвигатели подъемно – транспортного оборудования работают от напряжения 380660 В. Подобраны два силовых трансформатора ТМ – 630 10 – 4 N = 630 кВА L = 1500 мм B = 1400 мм H = 1700 мм
Конструирование водоприемного колодца.
Строительство водозабора производится методом опускного колодца ему придается в плане круглая форма.
Опускной колодец - полая цилиндрическая оболочка (круговая в плане) погружаемая в грунт. Материалом для о. к. служит преимущественно железобетон (сборный и монолитный). Стены о. к. делают вертикальными гладкими или уступчатыми со скосом снизу изнутри облегчающим погружение его в грунт. В глинистых грунтах могут использоваться т. н. тиксотропные рубашки: между окружающим грунтом и стенкой о. к. нагнетается глинистый раствор служащий при погружении смазкой и приобретающий впоследствии прочность особенно при добавлении в него цемента. Внутри о. к. по мере его опускания производится выемка грунта экскаваторами грейферами гидроэлеваторами и др. По достижении проектной отметки внутренняя полость о. к. заполняется бетоном частично (образуя днище опирающееся на грунт и изолирующее устраиваемое внутри о. к. подземное помещение от проникновения воды. Для обеспечения жёсткости в больших о. к. предусматриваются перегородки разделяющие их внутренние полость на отсеки. Недостаток о. к. — возможность отклонения его от вертикальной оси при опускании. В этом случае применяются односторонний подмыв грунта снизу дополнительная пригрузка сверху и др. меры.
Компоновка колодца выполняется в масштабе 1:50. (см. рис. 2) Толщина внутренних перегородок составляет 07м. Диаметр колодца принимаем 8 м. При разработке конструкции колодца учитывались следующие положения:
-в приемочном отделении с помощью отмосток из бетона устраивается приямок для наносов.
-для обслуживания оборудования ремонтных и монтажных работ каждая секция водоприемника оснащается ступеньками;
-диаметр трубопровода который подводит воду для обратной промывки принимать равным на два сортамента меньше диаметра самотечных линий
-нужно предусматривать пропуск воды в соседнее отделения для надежной роботы колодца при выключении одной секции из роботы.
Объем воды в каждой секции колодца при min уровне воды должен быть не менее 30 35 с расхода воды одним насосом:
Конструирование наземного павильона.
В павильоне размещаются бытовые помещения помещение щитов управления. В полу над приемной камерой предусмотрены отверстия для пазов люки ступенек монтажные отверстия.
Размеры павильона обеспечивают схему перекрытия стандартными балками и плитами при одновременном опирании стен на подземный колодец который служит для них фундаментом. Размеры павильона в плане – 6х6 м. Перекрывается ребристыми плитами 15х6 м. Стены павильона строят из кирпича.
В павильоне есть окна для достаточного естественного освещения помещения.
Помещение павильона которое оборудовано электрическим монорельсом должно иметь высоту:
Н≥h1+05+h2+h3+h4 =14+05+12+05+14≥5 м
h1 – высота платформы грузового автомобиля ЗИЛ – 103 м
h2 - высота переносимого груза м
h3 – высота строповки груза м
h4 – размеры грузоподъемного оборудования при max поднятии крюка м
Проверка устойчивости берегового колодца.
Колодец находится под действием выталкивающей силы Архимеда и сил удерживающих колодец от всплытия (вес сооружения и сила трения наружных поверхностей стен о грунт). Для оценки устойчивости колодца вычисляется коэффициент всплытия:
где: масса стен колодца разной толщины т
плотность железобетона тм3. тм3
высота стены колодца м. (см. рис. 3).
Dн – наружный диаметр колодца м Dн = 8 м (см. рис. 3).
Dв – внутренний диаметр колодца м Dв = 66 м (см. рис. 3).
Наружный периметр стен м
Cила трения наружных поверхностей стен о грунт т
площадь трения наружных поверхностей стен о грунт м2
средняя глубина погружения колодца в грунт м. (см. рис. 3)
наружный периметр стен колодца м
нормативное сопротивление грунта на боковой поверхности колодца тм2 .
выталкивающая сила Архимеда т
плотность воды тм3 .
объем колодца погруженного в воду м3
глубина погружения колодца под уровень воды м. (см. рис. 3)
площадь колодца по наружным стенам м2
Значение вычисленного коэффициента всплытия 22 больше 125 следовательно условие выполняется.
Мероприятия по борьбе с шугой
Для борьбы с шугой используется покрытие решеток гидрофобным материалом (резиной). Так как этот способ предотвращает примерзание шуги к прутьям решетки но не препятствует ее попаданию внутрь водоприемного колодца то предусмотрено устройство сетчатого барабана для удаления шуги из колодца.
Рыбозащитные мероприятия.
При проектировании водозаборов на источниках которые имеют рыбохозяйственное значение защита рыбы от попадания ее в водоприемник обязательна.
В данном проекте применяется устройство рыбозащитного сетчатого барабана работающего по принципу создания механических преград. Сетчатые барабаны на оголовках промываются при истечении струй из вращающейся дырчатой рамки к которой подводится вода из напорных линий. Тангенциальное истечение струй заодно создает реактивную тягу для вращения рамки.
Площадь одного сетчатого барабана:
где а – расстояние между стержнями решеток 2 4мм;
с - толщина стержней решеток 1 2мм
F1=125*15*02602=24 м2
Диаметр сетчатого барабана:
D = (4FП)12 = (4*24314)12 = 175 м
Проектирование зон санитарной охраны.
Для обеспечения санитарно-эпидемической надежности хозяйственно-питьевых водопроводов обязательно устаивают зоны санитарной охраны (ЗСО). В данном проекте принимается зона строгого режима 1 пояс. При проектировании ЗСО водного источника определяют размеры зоны строгого режима а так же санитарный режим в зоне.
Территория должна быть спланирована озеленена огорожена (глухие ограждения высотой 2.5м.)изнутри вдоль ограды – запретная зона 5 10мограждаемая колючей проволокой на 1.2м. Устраивают столбы – указатели через 50м охранное освещение по периметру сторожевую сигнализацию. Акватория ограждается предупредительными наземными табличками и буями. В зимнее время по акватории устанавливаются переносные щитовые ограждения. Ведется систематический контроль качества воды.
На территории этого пояса запрещается:
все виды строительства
прокладка посторонних трубопроводов
купание водопой и выпас скота
применение ядохимикатов и удобрений
Все здания в пределах пояса должны быть канализованы с отведением сточных вод в ближайшую систему водоотведения или на местные очистные сооружения за пределами пояса. При отсутствии водоотводящей системы должны устраиваться водонепроницаемые выгребы.
Границы устанавливаются в соответствии с требованиями п.10.8. СНиП 2.04.02-84. На реке граница устанавливается вверх по течению – не менее 200м вниз по течению – не менее 100м по берегу – не менее 100м и не менее 50 м противоположного берега.
Список использованной литературы:
Строительные нормы и правила. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Внешние сети и сооружения. - Г.: Стройиздат. 1988.-136с.
Шевелев Ф.А. Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Дел. пособие. - Г.: Стройиздат 1984.-116с.
Москвитин Б.А. Мирончик Г. М. Москвитин А.С. Оборудование водопроводных и канализационных сооружений. - Г.: Стройиздат 1984.-192с.
Приложение: Спецификация труб арматуры и оборудования
Задвижка стальная с электрическим приводом 600
Обратный клапан однодисковый чугунный 300
Отвод крутоизогнутый бесшовный приварной из углеродистой стали 600 90°
Тройник переходной из углеродистой стали 300*300
Концентрический переход из углеродистой стали 400*600
Кран подвесной однобалочный электрический грузоподъемностью 32 т
Таль электрическая ТЭ3-541 грузоподъемностью 3т
Таль электрическая ТЭ2-541 грузоподъемностью 2 т
Завод Гидростальконструкция
Колонка управления с электроприводом

Ген.план 2.cdw

ГЕНПЛАН ВОДОПРИЕМНОГО УЗЛА
Примечание: граница первого пояса ЗСО по акватории
на расстоянии 100 м от оголовков
напорная линия для гидроэлеватора
ДонНАСА 6.092.600 05197
Водоприемные сооружения
БЕРЕГОВОЙ СЕТОЧНЫЙ КОЛОДЕЦ М 1:50
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
-В7- напорные водоводы речной воды
-В11- промывная линия
ЛЭП высокого напряжения
Раструбный свайный оголовок
Береговой сеточный колодец
Насосная станция I подъема