Проектирование водозаборных сооружений производительностью 56074 м3/сут (количество жителей в населенном пункте – 150000 человек)

Введение

Водозаборными сооружениями, или водозабором, называют комплекс сооружений, служащих для забора воды из источника, ее предварительной очистки и подачи под необходимым напором в сеть или на очистные сооружения системы водоснабжения.

Водозаборные сооружения относятся к важнейшим элементам систем водоснабжения, так как от их конструктивного решения, расположения на местности и условий работы в процессе эксплуатации практически зависит надежность всей системы водоснабжения и ее технико-экономические показатели. Особое значение при этом приобретает вопрос выбора источника водоснабжения, учет его природных факторов, возможность получения из него требуемого количества воды, влияния водоотбора на других потребителей и на окружающую среду.

Водозаборные сооружения должны:

•     Обеспечить   забор  из   водоисточника  расчетного  расхода  воды  и   подачу  его потребителю

•     Защищать систему водоснабжения от биологического обрастания и от попадания в нее наносов, сора, планктона, шугольда и т.д.

•      На водоемах рыбохозяйственного значения удовлетворять требованиям органов охраны рыбных запасов.

1.  Выбор типа и схемы водозабора. Состав водозаборных сооружений и схема их работы

1.1. Исходные данные

1. Количество жителей в населенном пункте – 150000 чел.

2. Производительность водозабора Q = 0,649 м³/с = 56074 м³/сут

3. Гидрологические данные по реке:

а) Среднесуточный расход (95% обеспеченности)

- Q_сут.ср. = 820 км³/сут б) Минимальный расход (97% обеспеченности)

- Q_min = 8,0 м³/с в) Средние скорости движения воды в месте расположения водоприемных отверстий:

v_min = 0,43 м/с

v_max = 1,21 м/с г) Отметки уровней:

- низшего летнего уровня воды (97% обеспеченности),

ЛНУВ = 49,2 м

- зимнего низшего уровня ледостава,

ЗНУЛ = 52,7 м

- низшего уровня ледохода,

НУЛ = 54,9 м

- высшего уровня ледохода (1% обеспеченности),

ВУЛ = 55,6 м

- высшего уровня воды (1% обеспеченности),

ВУВ = 58,8 м д) Высота волны Н_В = 0,2 м е) Толщина льда Н_Л = 0,8 м

4.  Взвешенные вещества (наносы) в воде в период половодья (паводка):

а) max количество ρ = 0,6 кг/м³

б) средневзвешенный диаметр частиц, смываемых наносов

d₁ = 0,012 мм в) средневзвешенная гидравлическая крупность наносов (скорость осаждения): ω = 0,02 см/с

5. Наибольший диаметр отложений на дне, содержащих в смеси не более

10%:  d₁₀ = 0,86 мм

6. Средний диаметр отложений на дне или каменного крепления

d = 0,42 мм

7. Устойчивость берегов и дна: устойчивое ложе водоема и водотока.

8. Внутриводный лед образуется перед ледоставом.

9. В воде реки отсутствуют обрастатели, малое количество загрязнений и  сора.

11. Отметки участков русла реки и береговой зоны по створу водозабора:

12. Расстояния между горизонталями:

13. Грунты слагающие:

а) дно реки: ПР (песок разной крупности); СГ (суглинок)

б) берег реки: СГ (суглинок); Г (глина)

14. Глубина промерзания грунта:

Н_пр = 1,8 м

15. Напор насосов для подачи воды на очистные сооружения:

Н_пр = 42 м

1.2. Расход водозабора

Водозабор является малым по производительности Q_в=0,649 м³/с = =56074 м³/сут (0,649 м³/с - это менее 1 м³/с).

1.3. Определение категории надежности водозабора

Исходя из того, что число жителей в населенном пункте составляет более 100000 человек, согласно п. 4.4 СНиП 2.04.02-84 проектируемое сооружение относится к I категории надежности.

Это означает: допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30% расчетного расхода и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графиком работы предприятий; длительность снижения подачи не должна превышать 3 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов системы (оборудования, арматуры, сооружений, трубопроводов и др.), но не более чем на 10 мин.

1.4. Оценка условий забора воды

Характеристика природных условий забора воды устанавливается по наиболее тяжелому виду затруднений в работе водозабора. Путем сравнения исходных гидрологических данных с данными табл. 12 СНиП 2.04.02-84 природные условия забора воды характеризуются как средние, так как внутриводный лед образуется перед ледоставом.

Проверяется возможность забора необходимого количества воды из реки без устройства специальных сооружений. Величина относительного водоотбора:

<0,25;

Следовательно, специальных сооружений для забора воды не требуется

1.5.  Выбор типа и схемы водозабора

Характеристика природных условий забора воды - лёгкие (устанавливается по наиболее тяжёлому виду затруднений в работе водозабора путём сравнения исходных гидрологических данных с данными таблицы 12 СНиП 2.04.02-84).

На основании построенного профиля береговой зоны принимаю к проектированию береговой водозабор (высокий крутой берег (Δ = 14,5 м), достаточная глубина у берега). Водоприемник расположен непосредственно у берега, так как колебания уровней воды составляют до 10м. Береговой водоприемник имеет круглую форму и совмещен с насосной станцией (схема а - 3), так как колебания уровня воды в реке незначительны, а берег сложен не из скальных пород .