ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ БЕРЕГОВОГО ТИПА

По конструктивному решению водозаборные сооружения классифицируют: на береговые; русловые на равнинных реках — с самотечными или сифонными линиями (с оголовками); русловые на горных реках с донными решетками, подводящими каналами и водосбросными сооружениями, а также с двухъярусным настилом и отводящими каналами; водозаборные сооружения с подводящими каналами на морях, озерах и водохранилищах; речные и морские водозаборные ковши и т.д.

Водозаборы берегового типа применяют при относительно крутом береге, наличии глубин, обеспечивающих условия забора воды.

Их располагают на склоне берега с приемом непосредственно из русла реки (рис. 22.1).

Водозаборное сооружение берегового типа, где водоприемный колодец совмещен с насосной станцией (рис. 22.1, а), состоит из водоприемного колодца 1 с входными окнами 2, оборудованными решетками для задерживания относительно крупных предметов. Водоприемное отделение разделено стенкой на две камеры — приемную 3 и всасывающую 4, между которыми расположены сетки 5. Сетки могут быть плоскими (подъемными) и вращающимися (ленточными). Вращающиеся сетки применяют при производительности водозабора более 1 м3/с. Сетки служат для задержания планктона, водорослей, мелкого сора и т.п. Проходя через решетки и сетки, вода подвергается механической очистке. Низ водоприемных окон располагают минимум на 0,5 м выше дна водоема, а верх — не менее 0,2 м от нижней кромки льда и не менее чем на 0,3 м ниже уровня самых низких вод источника. В водозаборных сооружениях раздельного типа (рис. 22.1, б) помимо указанных элементов проектируют всасывающий трубопровод б, соединенный с насосом 7, устанавливаемым в здании насосной станции первого подъема 8.

С целью обеспечения бесперебойной работы сооружения, а также возможности проведения его осмотра, очистки и ремонта без прекращения подачи воды водоприемник делят на секции.

Совмещение насосной станции I подъема и водоприемного сооружения предусматривается в зависимости от амплитуды колебания воды в источнике, всасывающей способности устанавливаемых насосов, геологических и гидрогеологических условий. Если насосы имеют значительную вакуумметрическую высоту всасывания, то

Водозаборные сооружения берегового типа

Рис. 22.1. Водозаборные сооружения берегового типа: а — совмещенное с насосной станцией; б — раздельного типа; 7 — водоприемный колодец; 2 — входные окна; 3,4 — соответственно приемная и всасывающая камеры; 5 — сетки; 6 — всасывающие трубопроводы подъема; 7 — насосы; 8 — насосная

станция I предпочтительней раздельный тип водозаборного сооружения (рис. 22.1, б). В этом случае уменьшается заглубление насосной станции. Такая схема компоновки водоприемника и насосной станции I подъема рекомендуется для водозаборных сооружений небольшой и средней производительности — до 1,5—3 м/с. При совмещенном типе амплитуда колебаний уровней воды и мощность водозабора могут быть любыми.

На возможность совмещения водоприемника и насосной станции оказывает влияние и вид грунта в основании водозаборного сооружения. При наличии скального грунта, когда исключается возможность разных просадок в основании водоприемника и насосной станции, их можно совместить по ступенчатой схеме (см. рис. 22.1, а). Если же берег состоит из осадочных грунтов (песок, суглинок, глина и т.п.), то водоприемник и насосную станцию при совмещении их устанавливают на одной отметке. В этом случае насосы работают под заливом. Под залив, как правило, устанавливают насосы на водозаборных сооружениях высокой категории обеспеченности подачи воды.

Помимо решеток и сеток водозабор оборудуется эжекторами или насосами для удаления наносов, осевших на дне водоприемника; устройством для взмучивания осадка, промывным устройством сеток, подъемно-транспортными механизмами. Над водоприемником устраивают павильон для размещения механизмов и выполнения операций, необходимых при эксплуатации.

Габариты водоприемного колодца, размеры его основных элементов и оборудования определяют гидравлическим расчетом или конструктивными и эксплуатационными соображениями. Водоприемник необходимо проверить на всплытие, опрокидывание и прочность при действии заданных расчетных нагрузок. По расчетной производительности и рекомендуемым скоростям втекания воды VBx рассчитывают размеры входных окон, площади сеток, потери напора в решетках и сетках, а также диаметры всасывающих труб.

Суммарная площадь окон, м2, снабженных решетками, и площадь сеток для одной секции водоприемника, рассчитанной на расход воды Q, м3/с, могут быть определены по формулам:

• площадь решеток

• площадь сеток

где Кст коэффициент, учитывающий стеснение приемного отверстия стержнями решеток или сеток и принимаемый равным Act =(а + с)/а для решеток и Аст = [(а + с)/а]2 для сеток; а — расстояние между стержнями в свету, см; с — толщина стержней, см; VBX скорость втекания воды в водоприемные отверстия для решеток, принимаемая без учета требований рыбозащиты для средних и тяжелых условий забора воды в береговые неза- топляемые водоприемники VBX = 0,2—0,6 м/с, в затопляемые водоприемники VBX = 0,1—0,3 м/с.

С учетом требований рыбозащиты принимают VBX = 0,25 м/с на водотоках со скоростями течения не менее 0,4 м/с и 0,1 м/с — на водоемах и водотоках со скоростями течения до 0,4 м/с. Для тяжелых шуголедовых условий скорость втекания воды в водоприемные отверстия следует снижать до 0,05 м/с. Расчетную скорость прохождения воды через отверстия сеток принимают 0,2—0,4 м/с для плоских сеток и 0,8—1,0 м/с — для вращающихся.

Решетки устанавливают в водоприемных отверстиях водоприемников. Решетка состоит из сварной рамы, изготовленной из швеллеров или угловой стали и стержней из полосовой стали шириной 40—80 мм и толщиной 6-10 мм, расположенных вертикально с расстоянием между стержнями 50—60 мм (рис. 22.2). Решетки часто располагают в вертикальной плоскости в боковых стенках водоприемника. При расположении стержней решетки под некоторым углом к направлению течения воды в реке, например 135°, сор и скопления шуги при небольших скоростях втекания воды мало засоряют решетку.

Очистка решеток от сора производится вручную после их подъема из воды. Возможна их очистка граблями с плавсредств или со льда. Для промыва решеток предусматривают необходимое оборудование. Для установки решеток в отверстиях водоприемников наиболее часто используют направляющие из швеллеров.

Решетки сороудерживающие для водоприемных отверстий размером 400x600,600x800 и 800x1000 мм

Рис. 22.2. Решетки сороудерживающие для водоприемных отверстий размером 400x600,600x800 и 800x1000 мм

Технические мероприятия по защите от обмерзания решеток включают: забор воды с малыми скоростями втекания; покрытие решеток гидрофобными обмазками, резиной; обогрев решеток (с поступлением шуги в водоприемник и в береговые сооружения, оборудованные вращающимися сетками); козырьки и плавучие западни у водоприемника; воздушно-пузырьковые завесы; фильтрующие водоприемники; сброс теплой воды в реку у водоприемника.

При значительных колебаниях уровня воды в источнике входные окна водоприемников располагают в два яруса для получения чистой воды. В целях предотвращения попадания рыб в водозаборные сооружения водоприемные отверстия оборудуются рыбозащитными устройствами.

Для задержания мелкого сора, прошедшего через решетки, устанавливаются водоочистные сетки, плоские съемные сетки, которые применяют при малой пропускной способности водозаборных сооружений (до 1 м3/с). Сетка состоит из металлической рамы, изготовленной из уголковой стали, к которой крепится сеточное полотно (рис. 22.3). Рабочее полотно сетки с ячейками 2x2 — 5x5 мм от выпучивания поддерживается полотном сетки с ячейками размером 20x20 мм и более. Рабочее полотно сетки выполняют из тонкой стальной нержавеющей проволоки или другого коррозионно-стойкого материала (бронза, латунь), а поддерживающее — из стальной

Водоочистная плоская сетка для отверстий размером от 0,4х0,б до 1 х1,25 м оцинкованной проволоки диаметром 3 мм

Рис. 22.3. Водоочистная плоская сетка для отверстий размером от 0,4х0,б до 1 х1,25 м оцинкованной проволоки диаметром 3 мм. Для промыва сетки поднимают из воды, устанавливают в ванну с экраном и промывают вручную струей воды из брандспойта. Перед подъемом рабочей сетки на промыв должна устанавливаться запасная сетка.

Недостатком плоских сеток является сложность механизации промыва. Для исключения их частой промывки в половодье целесообразно применять сетку большей высоты, а при небольшой амплитуде колебания уровней в реке — даже сетку на всю высоту сеточного помещения.

Ленточные вращающиеся сетки применяют для процеживания воды при пропускной способности водозаборных сооружений более 1 м3/с, а также при средних тяжелых и очень тяжелых природных условиях засоренности воды в источнике (рис. 22.4). Вращающиеся

Вращающаяся сетка [14, с. 81]

Рис. 22.4. Вращающаяся сетка [14, с. 81]: а — продольный разрез; б — поперечный разрез; 7 — отдельные секции сетки;

2 — рама для размещения механизма привода; 3 — каркас с направляющими для роликовой цепи; 4 — электродвигатель; 5 — натяжное устройство; 6 — промывное устройство; 7 — лоток для отвода промывной воды; 8,9 — соответственно верхняя и нижняя направляющие звездочки сетки состоят из отдельных секций (рамок высотой около 600 мм с сеточным полотном), соединенных шарнирно между собой и закрепленных на двух замкнутых транспортерных ролико-втулочных цепях. Во избежание протекания неочищенной воды через зазоры между секциями предусматривают гибкое межсекционное уплотнение или козырек, который обеспечивает зазор с осью секции не более 3 мм. Вращение сетки со скоростью 3,5—10 см/с осуществляется с помощью электродвигателя. Перепад на сетке не должен превышать 0,15 м.

Качество очистки воды от сора и загрязнений, а также компоновка сеточного помещения в значительной степени определяются схемой подвода неочищенной воды к сетке и отвода от нее процеженной. Преимущество вращающихся сеток состоит в том, что подъем и промывка сеток механизированы, а включение их на промывку легко автоматизировать. Промывочное устройство, которым оборудованы сетки, состоит из трубы с рассеивающими насадками. Промывку осуществляют под давлением 0,3—0,4 МПа при расходе промывной воды 5—20 л/с на м.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >