Главная Обратная связь

Дисциплины:






РЕЧНЫЕ ВОДОПРИЕМНИКИ РУСЛОВОГО ТИПА



а) Принципиальная схема устройства

Водоприемники руслового типа чаще всего применяют при относительно пологом береге. В этих условиях требуемые для забора воды глубины в реке находятся на относительно большом расстоянии от берега.

Кроме того, при пологом береге сезонные колебания уровня воды в реке вызывают значительное перемещение уреза воды (т. е. затопление берега). А поскольку насосная станция, как правило, должна

быть расположена вне зоны затопления, длина труб от точки приема воды до насосной станции получается обычно весьма большой. Устройство длинных всасывающих линий экономически нецелесообразно и не

обеспечивает надежной эксплуатации водоприемника. В связи с этим в водоприемниках руслового типа всасывающие линии заменены (на большой части их длины) самотечными, по которым осуществляется

своеобразный глубокий ввод воды в берег с подводом ее возможно ближе к насосной станции.


 

На рис. IV.12 показана принципиальная схема руслового водоприемника. Здесь непосредственный прием воды из реки производится через оголовок /, конструктивное оформление которого зависит от количества

забираемой воды, глубины реки, ее ледовых условий, характера грунта и т. д. От оголовка вода по самотечным линиям 2 подводится к береговому колодцу 3. Его конструкция и оборудование несколько

отличаются от обычного водоприемника берегового типа, поскольку вода из источника поступает в него не через входные окна, а по самотечным трубам. Так же как и водоприемник берегового типа береговой

колодец обычно состоит из приемного и всасывающего отделений и снабжен сетками для грубой механической очистки воды. Береговой колодец может быть устроен раздельным или совмещен с насосной

станцией 4. При определенных условиях (профиль берега, амплитуда колебаний уровня воды) устраивают комбинированный водоприемник (рис. IV.13), где забор воды при высоком стоянии уровня производится

через входные окна в передней стенке берегового колодца, как и в обычном водоприемнике берегового типа.

При значительных колебаниях уровня воды водоприемники руслового типа иногда устраивают с двумя ярусами самотечных труб для возможности приема воды с наименьшим количеством взвеси. В некоторых случаях в целях уменьшения глубины укладки самотечных линий их заменяют сифонными линиями.

Б. Оголовки

Все типы приемных оголовков можно разделить на три группы:

постоянно затопленные, затопляемые высокими водами и незатопляемые. Несмотря на то, что обслуживание затопленных оголовков связано с определенными трудностями и неудобствами (их недоступность в паводки),

они имеют в практике наиболее широкое распространение, так как значительно дешевле незатопляемых оголовков. Постоянно затопленные оголовки имеют то преимущество, что не подвергаются воздействию



ледовых нагрузок. Затопленные оголовки можно разделить на два типа. Оголовки первого типа служат лишь для укрепления и защиты от повреждения приемных концов самотечных линий, забирающих воду непосредственно из реки; оголовки второго типа образуют приемную камеру, куда поступает речная вода и к которой присоединяются приемные концы самотечных линий. На судоходных и лесосплавных реках над оголовком должен быть установлен* освещаемый ночью сигнальный знак типа, применяемого управлением речного транспорта. На рис- IV. 14 показано устройство простейшего затопленного оголовка первого» типа, закрепляющего приемный конец самотечной линии (имеющий' форму раструба) на сваях. Раструб снабжен съемной решеткой, аналогичной по назначению и величине просветов решетке во входных окнах водоприемника берегового типа. В данном случае вся самотечная линия располагается над дном реки на свайных опорах. При прокладке самотечной линии по дну или под дном линия в месте приема воды должна заканчиваться вертикальным или наклонным отростком с раструбом. Для защиты раструба от повреждения льдом или плавником используют кусты свай, располагаемые выше по течению реки, или ограждающие свайные стенки. Более надежная защита концов самотечных труб и обеспечение наилучших условий приема воды достигаются при устройстве приемных оголовков специальной конструкции.

 

 

 

 

По материалу оголовки бывают деревянными (свайными или ря­жевыми), бетонными и железобетонными. Ряжевые оголовки в течение долгого времени имели широкое при­менение в практике водоснабжения, а иногда применяются и теперь. Оголовки этого типа по­строены на многих водо­проводах.

На рис. IV.15 изоб­ражен ряжевый оголо­вок с наклонным распо­ложением сороудерживающих решеток.

В последнее время ряжевые оголовки выте­сняются более совер­шенными типами оголов­ков— бетонными и же­лезобетонными. Бетон­ные оголовки, обладаю­щие относительно боль­шей массивностью, чем ряжевые, и более обтека­емой формой, применяют обычно при значительных количествах забираемой воды. На рис. 1V.16 показан бетонный оголовок (в ме­таллическом кожухе). Гипрокоммунводоканала

производительностью 1,5 м3/с. Прием воды осу­ществляется с двух сто­рон через закрытые ме­таллическими решетками окна в продольных стенках оголовка. Оголовку придана обтекаемая форма. Металлический ко­жух заполняется бетоном (способом подводного бетонирования). За­бираемая вода подается на берег по двум стальным самотечным трубам. Для предотвращения обмерзания решеток предусмотрен их обогрев электрическим током.

На рис. IV.17 показан железобетонный оголовок с двусторонним приемом воды производительностью 1 м3/с (размеры в скобках даны для оголовка при глубине воды в реке 3,5 м). Вода поступает в оголовок через окна в боковых стенках и отводится по двум самотечным трубам, примыкающим к торцовым стенкам двух водоприемных камер, разде­ленных диагональной перегородкой.

По такому же принципу устраиваются и новые ряжевые оголовки.

Незатопляемые оголовки более удобны для эксплуатации и обес­печивают наибольшую надежность бесперебойной подачи воды, но представляют собой весьма дорогостоящие устройства. Эти соору­жения (рис. IV.18) подобны полым промежуточным опорам моста.


 

 




 

Верх колодца должен превы­шать наивысший расчетный уровень воды на 0,5—1 м. Та­кие сооружения часто назы­вают «крибами».

Своеобразной разновид­ностью их является оголовок незатопляемого типа, совме­щенный с насосной станцией. В этом случае из схемы водо­приемника руслового типа вы­падают береговой колодец и самотечные линии. Вода от оголовка, совмещенного с на­сосной станцией, подается на берег напорными трубами, ук­ладываемыми по дну реки, мосту или эстакаде. В оголовке в этом случае должны быть установлены сетки для процеживания воды.

в. Самотечные и сифонные линии

В целях обеспечения бесперебойной подачи воды все основные элементы водоприемных сооружений, как правило, дублируются. По­этому число самотечных линий, соединяющих оголовок с береговым колодцем (как и число их секций), должно быть не менее двух.

Диаметр труб самотечных линий определяется в зависимости ог заданного расхода и принятого значения расчетной скорости.

При работе насосов уровень воды в приемном отделении берегового колодца опускается ниже уровня воды в реке на высоту, равную потерям напора, обусловленным гидравлическими сопротивлениями при движе­нии воды по самотечным линиям. Потери напора зависят от скорости движения воды по самотечным линиям. Во избежание больших потерь

напора, а следовательно, и излишне большого заглубления берегового колодца скорость движения по самотечным линиям не должна быть большой. Вместе с тем она не должна быть настолько малой, чтобы обусловливать обильное выпадение взвеси в трубах.

Действующие строительные нормы рекомендуют принимать для самотечных линий водоприемников руслового типа расчетную скорость движения воды при нормальной работе сооружения (при отборе за­данного расчетного расхода и включении всех линий) в пределах or С',7 до 1,5 м/с. Большие значения следует принимать для больших рас­четных расходов, при большем содержании взвеси и при относительно малой длине линий.

Самотечные линии должны быть проверены на незаиляемость при принятой скорости движения воды, принятом диаметре труб и харак­теристиках взвеси, содержащейся в воде, забираемой из источника.

Вопросу исследования незаиляющих скоростей и транспортирую­щей способности потоков были посвящены многочисленные работы отечественных и зарубежных ученых (В. Н. Гончаров, В. И. Леви,

Е. А. Замарин и др.). Строительные нормы рекомендуют производить проверку самотечных линий на незаиляемость по формуле А. С. Образовского, приведенной к такому виду:

где — мутность речной воды в кг/м3; —средневзвешенная гидравлическая крупность взвеси в м/с

и— скорость выпадения частиц взвеси, равная , (здесь С— коэффициент Шези, принимаемый в зависимости от материала труб; V— скорость движения воды в трубе в м/с); D— диаметр трубы в м.

При соблюдении приведенного неравенства можно считать, что принятая скорость V обеспечивает незаиляемость линии.

Самотечные линии следует по возможности укладывать без каких- либо поворотов в плане или в вертикальной плоскости. Они могут располагаться горизонтально, а также с прямым или обратным уклоном.

Для самотечных линий используют обычно стальные или железобетонные трубы. В пределах русла реки трубы укладывают в специально устроенную траншею (ниже дна реки). На участке примыкания к оголовку трубы должны быть уложены на достаточно прочное основание. Укладка труб самотечной линии на всей длине по дну реки и обсыпка их приводят к образованию донной полузапруды, вызывающей местное увеличение скоростей движения воды и создающей опасность подмыва основания оголовка. При необходимости прокладки труб по дну требуется особо тщательное устройство основания под ними и укрепление самих труб. Несмотря на попытки создать режим работы самотечных труб, при котором исключалось бы их заиление, полностью предотвратить осаж'дение взвесей в этих трубах обычно не удается. В результате трубы постепенно заиляются и требуют периодической очистки. Наиболее часто применяемым способом очистки самотечных труб является промывка их обратным током воды. Промываемая самотечная линия выключается из работы и в нее подается вода от напорных водоводов. В это время вторая самотечная

линия (или все остальные, если их несколько) продолжает работать.


 

 

Устройство переключений между водоводами, позволяющее осуществлять промывку, схематически показано на рис. IV. 19. Вода для промывки подается по обводной трубе (пунктирная линия), соединяющей

напорный водовод с самотечной линией. При этом задвижки а и б закрываются, а в и г открываются. Для достижения требуемого эффекта промывки необходимо создать в самотечной линии такие скорости, которые обеспечивали бы взмучивание отложившегося на дне труб осадка и его вынос. «Взмучивающая » скорость зависит от средневзвешенного диаметра осевших частиц d и внутреннего диаметра труб промываемой линии D. Многочисленные экспериментальные исследования позволили дать приближенную формулу для определения требуемой скорости промывки V=A(dD)0,25 где коэффициент А принимается в пределах 7,5—10. Большие значения А обеспечивают более высокий эффект промывки, но требуют большего расхода промывной воды. Для создания требуемой скорости промывки обычно приходится подавать в самотечную

линию расходы, значительно превосходящие ее нормальную производительность. Это можно обеспечить работой нескольких насосов на одну линию или обратным пуском воды из напорного водовода, если бак, в который подается вода, расположен достаточно высоко. Сифонные линии (устраиваемые иногда вместо самотечных) позволяют снизить глубину заложения труб, что особенно важно при прокладке их в сильно водоносных грунтах или в твердых породах. Сифонные линии укладывают с подъемом в сторону берегового колодца. В верхней, переломной точке сифонной трубы (в колодце) должна быть предусмотрена возможность выпуска воздуха как для зарядки сифона, так и в процессе эксплуатации Для этого здесь помещают вакуум-

котел и к нему и к нему присоединяют трубу от вакуум-насоса, установленного на насосной станции.

Береговые колодцы

Береговые колодцы, как и обычные водоприемники берегового типа, устраивают раздельными или совмещают с насосными станциями (последнее — чаще). На рис. IV.20 показан береговой колодец, совмещенный с насосной станцией первого подъема. Две самотечные линии подводят воду к центральному приемному отделению с вращающимися сетками. Пройдя через эти сетки, вода поступает во всасывающее отделение, из которой забирается насосами. На рис. IV.21 показана одна из новых оригинальных конструкций

водоприемника руслового типа для приема воды в условиях значительных сезонных колебаний уровня воды в реке. Из затопленного железобетонного оголовка вода поступает в береговой колодец, совмещенный с насосной станцией, оборудованной вертикальными насосами. Для промывки самотечных линий предусмотрен новый метод «импульсной промывки».

Рис. IV 20

/ — вращающиеся сетки; 2— насосы марки 20Д-6 с электродвигателями марки С ДН 14-49-6, 3 — ось

монорельса, 4 — грязевые насосы, 5 — напорный трубопровод от грязевых насосов 6 — трубопровод

для подачи воды; 7 — трубопровод для отвода воды после промывки сеток; 8 — напорный трубопровод

dv"=1000 мм; 9 — самотечные линии

В заключение следует указать, что иногда в схему узла водоприемных сооружений (обычно руслового типа) включают отстойники в виде выкопанных в земле бассейнов. Схема компоновки такого узла

сооружений показана на рис. IV.22. От оголовка / вода поступает по самотечным линиям 2 к береговому колодцу 3, совмещенному с насосной станцией. От самотечных линий устроены ответвления к отстойникам 4. В смотровых колодцах 5 расположены задвижки, позволяющие осуществлять переключения и в период повышенной мутности

 

воды в реке направлять ее сначала в отстойники и лишь после ее освет­ления — к береговому колодцу. Насосная станция подает воду в на­порные водоводы 6.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...