Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Водоснабжение

Водозаборные сооружения руслового типа

Водозаборы руслового типа применяют при пологом береге, когда требуемые для забора воды глубины находятся на большом расстоянии от берега.

Русловые водозаборы (рис. 4.18) имеют водоприемники 3, расположенные в водоисточнике на некотором расстоянии от берега. Водоприемники соединяются с береговым сеточным колодцем 5, оборудованным сетками для процеживания воды, самотечными линиями 4 или сифонными линиями, которые могут применяться вместо самотечных для уменьшения заглубления трубопроводов. Из берегового колодца вода насосами, расположенными в насосной станции 7, по напорным водоводам ? подается к месту дальнейшего ее потребления. Водозаборные сооружения оборудуются камерой переключения 9 и напорными трубопроводами 10 я П для возможности подачи воды на промывку решеток, расположенных на водоприемниках, и самотечных линий обратным током воды.

Сифонные водоводы допускается применять в водозаборах II и III категорий, а применение их в водозаборах I категории должно быть обосновано.

На водозаборах I и II категорий могут предусматриваться системы подачи горячей воды, воздуха, хлора или медного купороса для предотвращения обрастания и закупорки решеток водоприемника шугой. Во избежание обрастаний рекомендуется доза хлора на 2 мг/л более хлорпоглощаемости воды, но не менее 5 мг/л, а доза медного купороса 1 — 1,5 мг/л (считая по меди). Продолжительность и периодичность хлорирования принимают при хлорпоглощаемости воды: до 3 мг/л — осенью и весной в течение 7—10 дней; свыше 3 мг/л — с мая по октябрь в те дни, когда среднесуточная температура воздуха выше + 10 °С. Периодичность и продолжительность купоросования назначают через каждые 2 суток по 1 часу.

Водозаборные русловые сооружения, как и береговые водозаборы, могут быть раздельного (см. рис. 4.18) и совмещенного (рис. 4.19) типов.

Русловые водозаборы раздельного типа встречаются чаще, так как разлив воды в паводок при пологих берегах достигает значительных размеров, поэтому насосную станцию I подъема размещают вне зоны затопления, отнеся ее на некоторое расстояние от берега.

Схема водозаборных сооружений упрощается при совмещении берегового колодца и насосной станции в одном здании. Такое совмещение необходимо при применении насосов с малой высотой всасывания и амплитуде колебания уровня воды в реке больше 6—8 м, а также, как правило, при оборудовании водозаборных сооружений вращающимися сетками (см. рис. 4.19).

Одним из ответственных элементов русловых водозаборов является водоприемник, обеспечивающий надежный прием воды, а также защиту самотечных, сифонных и всасывающих водоводов. Русловые водоприемники в зависимости от категории водоподачи и условий забора воды подразделяются на затопленные, затапливаемые высокими водами и незатаплива- емые.

В системах хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения наиболее широко применяют затопленные водоприемники, имеющие невысокую стоимость. Однако невозможность осмотра и очистки сороудерживающих решеток водоприемных отверстий при высоком уровне воды, шуго- и ледоходе делают их недостаточно надежными для обеспечения бесперебойного снабжения водой потребителей. Их необходимо оборудовать средствами для наблюдений за работой, для промывки сороудерживающих решеток, борьбы с обледенением и обрастанием, а также средствами защиты рыб от травмирования и попадания в водоприемник.

По конструкции затопленные водоприемники делятся на незащищенные (деревянные, стальные, тонкостенные, железобетонные) и защищенные, выполняемые из бетона и железобетона. Водоприемники располагают, как правило, ниже минимального расчетного уровня воды не менее чем на 0,3 м и ниже нижней кромки льда на 0,2 м.

Водоприемник должен иметь обтекаемую форму и в наименьшей степени стеснять сечение потока реки во избежание возможного переформирования русла реки у водозаборных сооружений.

Схема руслового водозаборного сооружения раздельного типа

Рис. 4.18. Схема руслового водозаборного сооружения раздельного типа:

1,2 — уровни воды минимальный и максимальный расчетной обеспеченности соответственно; 3 — русловой затопленный водоприемник (оголовок); 4 — самотечные водоводы; 5— береговой сеточный колодец; 6 — всасывающие водоводы; 7 — насосная станция; 8 — напорные водоводы; 9 — камера переключений и предохранительной аппаратуры; 10, 11 — трубопроводы для подачи воды на промывку решеток и водоводов обратным

током воды

Схема водозаборных сооружений совмещенного типа с русловым затопленным водоприемником

Рис. 4.19. Схема водозаборных сооружений совмещенного типа с русловым затопленным водоприемником:

  • 1 — затопленный водоприемник; 2 — вихревая камера; 3, 4 — уровни воды минимальный и максимальный соответственно; 5 — самотечные водоводы; 6 — насосная станция, совмещенная с береговым сеточным колодцем; 7
  • — сеточное отделение; 8 — сетка водоочистная вращающаяся; 9 — кран подвесной однобалочный; 10— таль; 11
  • — монтажный проем; 12 — помещения для электрораспредустройств, щитов автоматики; 13 — монорельс для

тали; 14 — насосное отделение

Конструкция затопленного водоприемника определяется многими факторами, главные из которых: расход воды (пропускная способность водозабора); глубина воды (минимальная) в выбранном для расположения водоприемника месте и устойчивость русла; геологические и гидротермические (шуголедовые) условия, наличие в речном потоке сора, хвороста, топляков, карчей и т. п.; характеристика водохозяйственного использования реки — судоходство, лесосплав и т. д. Конструкцию водоприемника в значительной степени определяет и принятый способ его строительства.

Незащищенные водоприемники (рис. 4.20, а) применяют при достаточной глубине и легких условиях забора воды, т. е. при заборе воды из несудоходных и нелесосплавных рек. Для уменьшения засорения входные отверстия закрывают решетками и поворачивают по течению воды.

При заборе воды из судоходных и лесосплавных рек и при значительном количестве наносов, т. е. при средних и тяжелых условиях забора воды, применяют водоприемники защищенного типа (рис. 4.20, б, г). Они могут быть фильтрующими (см. рис. 4.20, г). В этом случае не требуются дополнительные меры по рыбозащите и защите от внутриводного льда, шуги.

Для приема больших количеств воды (1—1,5 м3/с и более) применяют водоприемники с вихревой камерой (рис. 4.21) и щелевые. Они обеспечивают равномерный забор воды в отдельные панели водоприемных отверстий, а также равномерный промыв всей поверхности сороудерживающих решеток.

Вихревые водоприемники бывают двух типов — с закрытой и открытой камерой. Закрытая вихревая камера (см. рис. 4.21) представляет собой вихревой коллектор, расположенный за водо- приемными отверстиями 1 и имеющий входную щель переменного сечения по длине. Вихревая камера располагается в железобетонном корпусе 3. Коллектор имеет переменное сечение по длине и обслуживает несколько панелей водоприемных отверстий.

В затапливаемых высокими водами водоприемниках в отличие от описанных ранее при минимальных и меженных уровнях имеется доступ к сороудерживающим решеткам и рыбозащитным устройствам. Однако они затрудняют использование реки для судоходства и лесосплава и могут приводить к переформированию гидравлического режима реки.

Незатапливаемые русловые водоприемники (рис. 4.22) применяют в водозаборах средней и большой производительности для обеспечения высокой надежности подачи воды в тяжелых природных условиях. Они удобны в эксплуатации, но очень дороги.

Типы оголовков

Рис. 4.20. Типы оголовков:

а — незащищенного типа; б — защищенного типа; в, г — фильтрующие; 1 — решетка; 2 — раструб; 3 — стояк; 4 — железобетонная плита, камера; 5 — самотечный водовод; 6 — обсыпка крупным камнем; 7 — загрузка (камень, гравий, щебень); 8 — подфильтровая камера; 9 — струенаправляющая камера

Затопленный водоприемник с вихревой камерой

Рис. 4.21. Затопленный водоприемник с вихревой камерой:

1 — водоприемные отверстия; 2 — вихревая камера (водосборный коллектор); 3 — корпус железобетонный; 4 — ответвление на самотечном водоводе на случай его очистки

Самотечные и сифонные линии русловых водозаборов соединяют водоприемники с береговыми колодцами. Для обеспечения надежной работы водозаборного сооружения их число принимают равным числу секций водоприемника, но не менее двух. Самотечные линии имеют отметки ниже отметок минимального уровня воды в источнике. Их прокладывают без резких поворотов и с постоянным уклоном не менее 0,001 в сторону движения воды при промывке.

Незатопляемый русловой водоприемник, разрез и план

Рис. 4.22. Незатопляемый русловой водоприемник, разрез и план:

1 — самотечная галерея; 2 — водоприемные отверстия; 3 — кран мостовой; 4 — кошка с талью; 5, 6 — максимальный и минимальный уровни ледохода; 7 — заполнение бетоном поддонного пространства после опускания кессона

Водоводы прокладывают в траншее на глубине не менее 0,5 м до верха с тем, чтобы они не были подмыты потоком воды и повреждены якорями судов и плотов. Сверху траншеи, в которые уложены трубопроводы, засыпают каменной наброской или укрывают железобетонными плитами. Как правило, самотечные линии выполняют из стальных труб. СНиП 2.04.02-84* допускают также применение железобетонных и пластмассовых труб.

Диаметры самотечных и сифонных водоводов определяют по расходу в одной секции водоприемника при нормальном эксплуатационном режиме. Скорость движения воды в них принимается 0,7—1,5 м/с, но не менее скорости воды в реке. Кроме того, проверяют пропускную способность при аварийном режиме.

В процессе эксплуатации самотечные и сифонные линии, а также сороудерживающие решетки затопленных водоприемников засоряются. Промывка решеток от сора и глубинной шуги осуществляется, как правило, обратным током воды. Для этого на водозаборах предусматривают присоединение самотечных и сифонных водоводов к напорным линиям насосной станции I подъема и возможность включения в работу резервных насосов на период промывки (см. рис. 4.18) при некотором снижении подачи воды потребителю. Для промывки решеток и сеток обычно требуются меньшие расходы воды, чем для промывки водоводов от насосов.

Для промывки сороудерживающих решеток, фильтров и рыбозащитных кассет водоприемников необходим расход воды, равный (0,5—2) QB, где QB расход воды, забираемый через водоприемник при нормальном режиме водопотребления. При сильном засорении сеток и решеток целесообразно использование импульсного промыва, предложенного А.С. Образовским.

Импульсный промыв (рис. 4.23) предполагает, что колебания массы воды, находящейся в самотечной трубе и в установленной на ней перед задвижкой колонне, вызываются с помощью срыва вакуума, который ранее был создан в колонне вакуум-насосами. Волновой импульс действует с равной силой на всю площадь водоприемного отверстия и освобождает его от шуги и сора независимо от степени загрязнения.

Для обеспечения эффективности импульсной промывки требуется практически совершенная герметичность всего водопроводящего тракта, расположенного между колонной и водоприемными отверстиями. Этот вид промывки недостаточно эффективен для промыва горизонтальных отверстий, принимающих воду сверху. В этом случае используется гидропневматический способ промывки с помощью подачи в водный поток сжатого воздуха в количестве 15—25 л/(с • м2).

Промыв самотечных водоводов от отложившихся в них наносов в основном осуществляется прямым током воды путем увеличения скоростей ее движения в трубах в результате форсированного режима работы насосов и поочередного отключения одного водовода (в двухсекционном водозаборе) и пропуска всего потребного расхода воды по второму. Такой же режим желателен в паводки и половодье при высокой мутности воды.

Схема импульсной промывки сороудерживающих решеток (а) и график изменения уровня воды в колонне (б)

Рис. 4.23. Схема импульсной промывки сороудерживающих решеток (а) и график изменения уровня воды в колонне (б):

/ — колонна на самотечном водоводе; 2 — патрубок с затвором для впуска воздуха; 3 — вакуум-насос; 4 — трубопровод для промывки решеток обратным током воды; 5 — самотечный водовод; zt — столб воды, поднятый вакуумом

Возможно применение гидропневматического промыва, который осуществляется подачей сжатого воздуха в поток воды и эффективен при наличии сильного загрязнения и коррозионных отложений.

В отдельных случаях водоводы можно очищать протаскиванием через них совков и рыхлителей.

Береговые сеточные колодцы устраивают во всех водозаборных сооружениях, если существует необходимость установки сеток для процеживания воды с целью защиты насосов от закупорки сором и обеспечения очистки воды. Поэтому применение берегового колодца, оборудованного водоочистными сетками, в составе водозаборных сооружений I и II категории обязательно. Для береговых колодцев наиболее часто применяют плоские съемные водоочистные сетки. Недопустима замена съемных сеток приемными сетками или приемными клапанами на концах всасывающих водоводов, так как из- за сложности их очистки возможны перерывы в подаче воды потребителю. В водоприемные камеры вода поступает по самотечным или сифонным трубопроводам. Для этого водоприемные камеры устраивают заглубленными. Насосы с сеточными колодцами соединяются всасывающими трубопроводами. Наличие в схеме водозабора колодца с сеткой позволяет сократить длину всасывающих трубопроводов насосов, вследствие чего улучшается работа насосов в период пуска и остановки. Колодец, как правило, располагают так, чтобы передняя стенка размещалась на незатапливаемой отметке. Вокруг колодца устраивают обсыпку шириной 4—6 м.

Размеры колодца определяют из условия компоновки оборудования, при этом объем каждой секции колодца должен быть достаточен для пуска насосов. Он принимается не менее 30—35-крат- ного секундного расхода воды, забираемой из секции одним насосом при минимальном расчетном уровне.

Минимальный уровень воды в береговом колодце определяют гидравлическим расчетом при минимальном уровне воды в водоисточнике, выключении одной из секций водоприемника и других возможных неблагоприятных условиях (засорение решеток, обрастание водоводов и др.).

Отметку днища берегового колодца определяют из условия расположения под минимальным расчетным уровнем воды в колодце водоочистных сеток необходимой площади. Вместе с тем высота слоя воды в береговом колодце должна быть достаточной для расположения под минимальным расчетным уровнем водо- приемных воронок всасывающих водоводов. Вертикальные всасывающие водоводы диаметром d с приемными воронками диаметром D = (1,3—2)d и длиной L = (1,3— 1,8)(Z)—d) должны иметь заглубление входного отверстия не менее (1,5—2)/) с расстоянием от отверстия до дна не менее 0,8D (рис. 4.24).

Верх водоочистных сеток целесообразно располагать в колодце значительно выше минимального уровня воды, например на уровне высокой межени, для того чтобы большую часть года процеживание воды через сетку происходило с меньшими скоростями течения воды в ячейках сетки. Такое решение позволяет обеспечить не только более высокое качество очистки воды на сетках, но и повышает надежность действия сеток в случае поступления шуги через водоприемник и водоводы в береговой колодец. Над колодцем устраивают павильон, создающий нормальные температурные условия работы оборудования.

Заглубление всасывающих водоводов, оборудованных воронками (а), приемными сетками (б) и воронкой с диафрагмой (в)

Рис. 4.24. Заглубление всасывающих водоводов, оборудованных воронками (а), приемными сетками (б) и воронкой с диафрагмой (в)

При значительных колебаниях воды в источнике и достаточно пологом береге возможно использование комбинированного водозабора, в состав которого входят русловой затопленный водоприемник и водоприемные окна, размещаемые на передней стенке берегового колодца.

Русловой водоприемник используют в течение всего года, а береговой — при высоких уровнях воды в реке, когда обслуживание руслового водоприемника затруднено, а в наиболее глубокой части русла передвигается основная масса донных и крупных взвешенных наносов.

К специальным водозаборным сооружениям могут быть отнесены водоприемные ковши, передвижные и плавучие водозаборы, а также сооружения по забору воды из водохранилищ, горных рек и морей.

Водоприемный ковш представляет собой искусственный залив, образованный дамбой. Применяют его для борьбы с шугой и для частичного осветления воды.

Плавучие водозаборные сооружения применяют для временного водоснабжения в условиях значительных колебаний уровня воды в источнике.

Учитывая особенности режима течения горных рек, требуется применять специальные конструкции водоприемников. При заборе воды из водохранилищ и морей необходимо учитывать воздействие ветровых волн, явления сгона и нагона воды, береговые течения, ледовые явления и т. д.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы