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

Z1	Z2	Z3	Z4	Z5	Z6	Z7	Z8	Z9	Z1o	Z11
119,3	120	121	122	123	124	125	125,5	129,5	130	131

6.   Расстояние между горизонталями, м

L1	L2	L3	L4	L5	L6	L7	L8	L9	L10
18	10	9	6	8	7	14	3	10	12

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