Пример курсовой работы по водозаборным сооружениям

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ

Реферат

Введение

Исходные данные

1. Проектирование речного водозаборного сооружения

1.1. Выбор места расположения и типа речного водозаборного сооружения

1.2. Разработка конструкций водозаборных сооружений и компоновка основного оборудования

1.3. Гидравлический расчет сооружений водозабора

1.3.1. Конструирование оголовка и расчет входных отверстий

1.3.2. Расчет самотечных линий

1.3.2.1. Потери напора в самотечных линиях при УНВ (работа в межень)

1.3.2.2. Потери напора при аварийной работе водозабора в период отключения одной линии при УНВ

1.3.2.3. Потери напора при пропуске расчётного расхода водозабора по одной линии при УВВ(работа в паводок)

1.3.3. Проектирование сороудерживающих сеток

1.3.4. Определение размеров берегового колодца в плане при «сухой» установке насосов

1.3.5. Определение уровней воды в береговом колодце

1.4. Определение основных технических параметров работы насосной станции первого подъема

1.5. Определение размеров берегового колодца в плане при «мокрой» установке насосов

2. Проектирование подземного водозаборного источника

2.1. Выбор места расположения водозабора (размещение сооружений)

2.2. Расчет водозабора подземных вод

2.2.1. Расчёт скважины

2.2.2.Выбор типа фильтра и его расчёт

2.3. Определение требуемых величин подачи и напора насосного оборудования, а так же глубины погружения насоса

2.4. Мероприятия по санитарной охране водозабора из подземного источника водоснабжения Заключение

Литература

Введение

Улучшение и сохранение здоровья населения и в целом безопасности нации - главная цель, решением которой является обеспечение населения качественной питьевой водой, что является приоритетной социальной проблемой любой страны. В решении общих проблем питьевого водоснабжения важную роль играют задачи оптимального проектирования, строительства и эксплуатации систем питьевого водоснабжения из подземных источников и их элементов.

В данной курсовой работе рассматриваются поверхностные и подземные водозаборные сооружения.

Водозаборные сооружения – это комплекс инженерных гидротехнических сооружений, предназначенных для забора расчетного расхода воды из водоисточника, защиты системы водоснабжения от попадания в нее с водой сора, наносов, льда, водорослей, рыб, а также для предварительной очистки воды.

Подземные водозаборы бывают следующих типов:

Трубчатые буровые колодцы (скважины);

Шахтные колодцы;

Горизонтальные водосборы;

Лучевые водосборы;

Сооружения для каптажа родниковых вод.

Подземные воды залегают на различных глубинах и в различных породах. Обладая высокими санитарными качествами, эти воды особенно ценны для хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных мест.

Исходные данные для проектирования сооружения для забора воды из открытого источника

Водозаборные сооружения расположены в створе реки на расстоянии от населенного пункта. Расчетный суточный расход Qmaxсут= 2980 м3/сут.

Длина водоводов первого подъема –250 м.

Данные о реке:

Уровень нижних вод (межень) (УНВ) – 87,5м,

Уровень верхних вод (паводок) (УВВ) – 90 м,

Расчетная толщина льда d = 0,22 м,

Расчетная скорость воды: при УНВ vmin= 0,75м/с,

при УВВ vmax= 1,3 м/с,

Диаметр промывных частиц песка d = 0,1 мм,

Абсолютная отметка, соответствующая нулю – 84 м,

Отметка земли берегового колодца–91 м,

В соответствии с данными на проектирование принимается следующий состав сооружений: водозаборное сооружение, погружные насосы, водоводы I подъема.

Так как река несудоходна, берега пологие, глубины небольшие, проектируется водозабор руслового типа с незащищенным оголовком.

Исходные данные для проектирования подземного водозаборного сооружения

Отметка площадки водозабора, Z2= 100 м,

Отметка кровли водоупора, Z3= 80,9 м,

Отметка подошвы водоупора, Z4= 54 м,

Отметка подошвы водоносного горизонта, Z5= 29,1 м,

Отметка статического уровня воды, Z6= 87,4 м,

Допустимое понижение статического уровня: Sдоп=23,4 м

Порода водоносного горизонта – песок мелкий,

Расход на питьевые нужды Qmaxсут= 4730 м3/сут.

Отметка воды в распределительной чаши фильтрования 104,6м

Проектирование речного водозаборного сооружения

1.1. Выбор места расположения и типа речного водозаборного сооружения

Для правильного выбора источника водоснабжения, проектирования и строительства водозаборов необходимо проведение топографических, гидрогеологических и геологических изысканий. В результате исследований выявляют:

- расходный режим и водохозяйственный баланс по источнику с прогнозом на 15...20 лет;

- качественную характеристику воды в источнике и прогноз ее возможного изменения на 15...20 лет.

При проектировании водозаборов следует учитывать:

- требования к качеству воды со стороны потребителя;

- санитарные требования и требования других заинтересованных органов по использованию и охране водных ресурсов;

- технико-экономическую оценку условий использования вод различных источников.

Исходя из гидрологических условий, водоприемные сооружения располагают в таких местах, где не осаждаются наносы и большая глубина реки, то есть у вогнутых берегов, при этом надо учитывать, что вогнутые берега реки подвержены размыву и разрушению, а прямые участки ненадежны из-за образования на них перекатов. Выбираемый участок русла не должен располагаться на перекате и не должен иметь резких местных сужений, перепадов, быстрин, забор (т.е. выходов скальных порогов в дне русла), островов, кос.

Водозаборные сооружения нельзя располагать у выпуклого берега, где происходит осаждение наносов, в местах возможного образования шуги и подводного льда, в акватории движения судов, плотов, в створе движения наносов, в зонах зимовья рыбы и т.д.

У места водозабора должны быть спокойные и благоприятные топографические формы берега без крутых косогоров, заливаемых пойм, оврагов и т.д. Водозаборы нельзя располагать в зоне затопления наземных сооружений паводковыми водами, в сейсмических и других районах, где возможны оползневые явления, в результате которых происходит разрушение сооружений.

Важное значение при выборе места расположения водозабора имеют санитарные условия. Место забора воды для водопровода питьевого назначения должно находиться выше по течению реки от населенных пунктов, животноводческих ферм, выпусков сточных вод, стоянок судов и барж.

Общая схема водозаборных сооружений из поверхностных источников водоснабжения имеет два типа (береговой и русловой), которые различаются между собой местом забора воды относительно берега. Наиболее распространены две компоновки совмещенная и раздельная, отличающихся расположением насосной станции относительно берегового колодца.

Береговой водозабор устраивают при наличии больших глубин вблизи берега и при его крутой форме. Забор воды осуществляется непосредственно у берега.

Русловый водозабор устраивается в том случае, если достаточные для забора воды глубины имеют место на значительном удалении от берега реки, то есть река имеет пологие берега.

Предпочтение следует отдавать схемам руслового и берегового с совмещенной компоновкой. Они применяются для водозаборов средней и большой производительности.

Водозаборные сооружения третьего типа - ковшовые, устраиваются для улучшения условий приема воды и уменьшения количества взвешенных веществ в воде. Такой водозабор представляет собой обычный русловой или береговой, устраиваемый на берегу специального сооружения, называемого “ковшом”. В зависимости от направления попадания воды в ковш различают следующие типы ковшовых водозаборов:

- ковш с верхним питанием;

- ковш с нижним питанием;

- ковш с двухсторонним питанием.

К проектированию принимаем русловой водозабор, так как река не глубокая и ее берега пологие.

1.2. Разработка конструкций водозаборных сооружений и компоновка основного оборудования.

В соответствии с заданием на проектирование следует выполнить проект речного водозаборного сооружения совмещенного типа.

В состав оборудования водозабора входят:

решетки, защищающие приемные отверстия от попадания в них сора и плавающих тел;

рыбозаградительные сетки съемные или сетки с промывными устройствами;

подъемные, транспортные и промывные устройства для подъема и промывания сеток;

насосы или эжекторы для очистки береговых колодцев от наносов;

насосы 1-го подъема;

вспомогательные насосы (дренажные для откачки фильтрата, вакуумные для пуска насосов), а также вентиляторы для создания искусственной циркуляции воздуха;

подъемные и транспортные приспособления и устройства для монтажа и демонтажа оборудования и коммуникаций;

электрооборудование;

затворы (щиты, дроссели, задвижки и т.п.) для управления коммуникациями и оборудованием водозабора;

По взаимному расположению берегового колодца и насосной станции водозабор может быть раздельного и совмещенного типов.

В русловых водозаборах для приема воды концы самотечных труб, имеющих на входе расширение в виде раструбов или воронок, выводят в русло реки, и заделывают в специальные бетонные камеры (оголовки) для защиты от повреждений и исключения возможности перемещения по дну. Приемные оголовки могут быть и свайные.

Оголовки русловых водозаборов малой и средней производительности обычно постоянно затоплены и могут быть защищенного и незащищенного типов.

Применяем оголовки незащищенного типа (при достаточной глубине и легких условиях забора воды), так как вода забирается из несудоходных и нелесосплавных рек. Для уменьшения засорения входные отверстия закрываем решетками.

1.3.4. Определение размеров берегового колодца в плане при «сухой» установке насосов.

Площадка для строительства берегового водоприемника (колодца) должна быть выбрана выше на 0,5…1,0 м отметки УВВ расчетной. Глубина заложения водоприемного колодца берегового водозабора принимается с таким расчетом, чтобы он не был подмыт течением реки. Береговой колодец состоит из наземной и подземной частей. Подземная часть колодца обычно круглая в плане, имеет две приемные и две всасывающие секции. В приемном отделении водозабора устанавливается не менее двух секций с целью обеспечения бесперебойности его работы. Высота окна и сетки подбирается по данным расчетов. Размеры колодца в плане назначаются из условия размещения оборудования в приемных и всасывающих секциях (отделениях) и конструктивно принимаются 3; 3,5; 4,0; 4,5 м и т.д.

Размеры и число секций всасывающего отделения зависят от диаметра всасывающих труб и их количества. Число секций должно быть не менее двух для насосных станций I и IIкатегории. При установке крупных насосных агрегатов число секций и труб принимается равным числу насосов. В одной секции можно располагать две или несколько всасывающих труб небольших диаметров, расстояние между которыми необходимо принимать в соответствии с табл. 5, приложение 1. Компоновка труб в плане диктует размеры секций всасывающего отделения. При этом приемное отделение рекомендуется принимать несколько больших размеров в плане, чем всасывающее.

Диаметр самотечных труб, тип и размеры промывного оборудования определены выше. При проектировании всасывающих труб учитываются требования: трубы не должны иметь резких поворотов и внезапных расширений, линии определяется по расчетному расходу одной секции и скорости во всасывающей трубе Vвс:

Проектирование подземного водозаборного сооружения

2.1. Выбор места расположения скважин

Выбор места водозабора проводят, исходя из гидрогеологических и геологических условий, природных особенностей конкретного района на основе технико-экономических соображений. Водозаборы для хозяйственно-питьевого водоснабжения размещают в местах, отвечающих санитарным требованиям, вне очагов загрязнения подземных вод (населенных пунктов, предприятий, которые могут сбрасывать вредные и загрязненные стоки, животноводческих ферм, вдали от кладбищ). В месте устройства водозаборов должна быть организована зона санитарной охраны.

Участок выбираем согласно требованиямТКП 454.01-30-2009. С учетом санитарных требований, возможности организации зоны санитарной охраны, удобства обслуживания водозабора, присоединения скважин к водопроводной сети, устройства водопроводных сооружений и других выбираем место выше населенного пункта, вне зон возможного загрязнения.

В соответствии с выбранными сооружениями принимаем следующую схему водоснабжения: забор воды группой скважин – поступление воды по сборным водоводам в резервуар чистой воды – подача насосной станцией II подъема по водоводам воды в водонапорную башню – поступление воды в сеть.

Заключение

В курсовом проекте, с учетом исходных геологических и топографических данных, качественных показателей водоносных горизонтов, запроектировали два водозаборных сооружения: из поверхностного и подземного источников.

Для водозаборного сооружения берегового типа провели расчет размеров сороудерживающей решетки400х500 мм. Назначили размеры берегового колодца в плане. По результатам расчета подачи (q = 9,5 л/с) и напора (Н = 23,07 м) насосной станции первого подъема были выбраны соответствующие погружныенасосы.

При проектировании водозаборного сооружения на подземном источнике был принят сетчатый фильтр с сеткой №12/90.

Согласно ТКП 454.01-30-2009(п.6.2.4.2, табл.6.1) приняты 5 рабочих скважин и две резервные. Фактический расход скважины равен qфакт=946м3/сут. По результатам расчета часового расхода скважины и напора насоса, устанавливаемого в скважине для постоянной работы, был выбран соответствующий погружной насос марки ЭЦВ84060. Разработаны мероприятия по санитарной охране водозабора.