Проектирование водозаборного сооружения производительностью 23000 м3/сут (количество жителей в н/п - 80000 человек)

Исходные Данные:

1.   Количество жителей в н/п. - 80000 человек.

2.   Производительность водозабора - 23000 м³/сут.

3.   Гидрологические данные по реке:

3.1. Среднесуточный расход (95% обеспеченности)

-   Q_сутср = 680  км³/сут.

-   Q_min  (97% обеспеченности) = 15 м³/с.

3.2. Средние (по вертикали) скорости движения воды в месте расположения  водоприемных отверстий:

-    v_min = 0,3 м/c

-    v_max = 0,96 м/с

3.3. Отметки уровней:

-  низшего летнего уровня воды (97%) - ЛНУВ = 123,3 м

-  низшего зимнего (ледостава) – ЗНУВ = 124 м

-  низшего уровня ледохода – НУЛ = 124,7 м

-  высшего уровня ледохода – ВУЛ = 125,5 м

-  внешнего уровня воды (Р = 1%) – ВУВ = 128,7 м

3.4. Высота волны Н_в = 0,3 м

3.5. Толщина льда Н_л = 0,6 м

3.6. Взвешенные вещества (наносы) в период половодья максимальное количество р = 0,140 кг/м³

-  средневзвешенный диаметр частиц смываемых наносов d₁= 0,l мм

-  средневзвешенная гидравлическая крупность наносов   ω =1,02 см/с

3.7. Наибольший диаметр отложений на дне содержащихся в смеси не более d₁₀= 0,68 мм

3.8. Средний диаметр отложений на дне d = 0,3 мм

3.9. Условия эксплуатации реки:  рыбохозяйство 

4.   Напор насоса Н = 26 м

5.   Отметки участков русла реки и береговой зоны по створу водозабора

6.   Расстояние между горизонталями, м

7.   Грунты слагающие

Дно реки – песок средней крупности и скала

Берег реки -  песок средней крупности и скала

8.  Глубина промерзания Н_пр  = 1,7 м

9.  Тип водозабора - комбинированный

10. Насосная станция - совмещённая

1.Оценка Условий Водозабора

Исходя из того, что число жителей в населенном пункте более 50000 человек, и условия забора воды, то в соответствие с таблицей №12 и №13 СниПа 2.04.02.02-84 [1] проектируемое водозаборное сооружение имеет I категорию надежности и степень надежности забора воды -1.

2. Выбор типа и схемы водозабора

2.1.  Принимаем  водозабор комбинированного типа, ориентируясь на профиль берега, т.к. он крутой.     Для приема воды из реки используем оголовок, от которого вода по самотечным водоводам поступает в береговой сетчатый колодец. Так как береговая зона состоит из песка средней крупности и скалы, то для упрощения производства  работ совмещаем н.ст. I  подъёма  и береговой колодец. Таким образом принимаем водозабор совмещенной компановки.

2.2.  Вертикальная схема комбинированного  водозабора совмещенной компановки

Колодец и н.ст. I  подъёма располагаем на незатопляемой территории.

3. Подбор рабочих и резервных насосов

3.1. Рабочие насосы:

В соответствии с нашим заданием:

Н  =  26 м - необходимый напор;

Q_B  = 23000∙1,05 / 24 ∙ 3600 = 0,266 = 958,3 м³/ч -  часовой расход водозабора.

В соответствии со СНИПом 2.04.02.-84 число резервных насосов для первой            категории   равно 2 (двум).

Q _нас. =  958,3 / 2 =  479,2 м³/ч - производительность одного насоса

По специальному справочнику насосов подбираем насос типа Д500-36. Итак, на нашей насосной станции I подъема устанавливаем два рабочих и два резервных насоса.

Основные характеристики насоса Д500-36

Н = 36 м;  Q = 500 м³/ч;  n = 980 об/мин;  D_раб = 490 мм

3.2. Резервные насосы:           

Т.к. н.ст. I  подъёма  имеет  I  категорию надёжности принимаем 2 резервных  насоса той же марки.

4.Определение диаметров:

а) Всасывающих трубопроводов :

d_вс =

где  Q – расход, который идёт по одному всасывающему трубопроводу (всего их 2)  

υ_вс – скорость во всасывающем водоводе, принимается по СНИПу.

Q =     , где  m – кол-во всасывающих трубопроводов

Q = 479,2 = 0,133 м³/с

Принимаем  υ = 1,2 м./с,  тогда

d_вс = = =  0,38 м

Округляем до стандартного диаметра поэтому d_вс = 400 мм. Тогда

υ  =   =   =  1,06  м/с

б) напорных трубопроводов:

d_нап =

где  Q – расход, который идёт по одному всасывающему трубопроводу (всего их 2)  

υ_нап – скорость в напорном водоводе.

Q =     , где  m – кол-во всасывающих трубопроводов

Q = 479,2 м³/ч = 0,133 м³/с

Принимаем  υ = 1,11 м./с,  тогда

d_нап = = =  0,4 м

в) самотечных труб:

d_сам =

где  Q – расход, который идёт по одной  самотечной трубе (всего их 2)  

υ_сам – скорость в самотечной трубе.

Q =     , где  m – кол-во всасывающих трубопроводов

Q = 479,2 = 0,133 м³/с

Принимаем  υ = 1,11 м./с,  тогда

d_нап ==  0,4 м

По таблицам Шевелёва определяем уклон i =  0,00347

5. Определение не заиливающей скорости в самотечных линиях:

определим не заиливающую скорость по формуле Курганова:

υ_нез. = 0,55∙ω∙C^4/3 где  ω – гидравлическая крупность для определённых зёрен песка по заданию 

ω =1,02 см/с = 0,0102 м/с

С – коэффициент Шези, который определяется по формуле:

С =  ∙ R^1/6 = 1 / 0,014∙0,1^1/6 = 48,66 м^0,5/с

            R – гидравлический радиус, определяется по формуле:

n -  шероховатость n = 0,014 

R = = = 0,1 м

υ_нез. = 0,55∙ω∙C^4/3 = 0,55∙0,0102∙(48,66)^4/3 = 0,99 м/с

6.Определение незаиляемости в самотечной трубе

Труба не будет заиляться, если υ_{сам. ≥} υ_нез., у меня υ_сам.= 1,11> υ_нез.= 0,99 м/с

Значит труба не будет заиляться.

7. Определение геометрически допустимой высоты всасывания для насоса

 Д 500 – 36

 =  - ∆h_доп - h_вс где   = 10,33 м.в.ст. – атмосферное давление