Гидравлические расчеты русловых водозаборов. Определение отметок

Уровней воды и посадки оголовка и берегового колодца.

Размеры основных элементов водозаборного сооружения (водоприемных

отверстий, сеток, рыбозащитных устройств, труб, каналов), а также расчетный

минимальный уровень воды в береговом водоприемном сеточном колодце

и отметки оси насосов должны определяться гидравлическими расчетами

при минимальных уровнях воды в источнике для нормального

эксплуатационного и аварийного режимов работы. Примеры и принцип расчета

изложены в учебном пособии «Речные водозаборные сооружения»,

СПбГАСУ, 2004 под редакцией А.М.Курганова. (смотреть лекционный материал).

Высотные размеры зависят от колебания уровней воды и определяются

гидравлическим расчетом.

Верх перекрытия колодца водоприемника должен быть на 1 м выше отметки

ВУВ с учетом высоты волны (0,67 Н_в). Над колодцем устраивается павильон

из кирпича или сборных железобетонных элементов.

Рекомендуемые минимальные конструктивные размеры берегового

водоприемника с плоскими съемными сетками приведены на рис.

К определению конструктивных размеров береговых колодцев

русловых водозаборов

Объем воды в каждой секции всасывающего отделения водоприемника должен

быть не менее 30-35-кратного секундного расхода воды, забираемого из

секции (по условию запуска насосов).

Толщина стен и дна колодца определяется при расчете железобетонных

конструкций и может быть принята: стены – 0,4 – 1,0 м; перегородки – 0,2

– 0,3 м; основание (днище) – 0,8 – 2,0 м.

Оборудование водозаборов. Решетки, сетки плоские и ленточные

Вращающиеся.

Решетки сороудерживающие

Устанавливаются решетки на водоприемных отверстиях для предотвращения

попадания в водозаборы сора и крупных плавающих тел.

Нашли применение следующие типы решеток: съемные, стационарные с

механизмом очистки и решетки с электрообогревом.

Съемные сороудерживающие решетки (рис. 7.1.) просты по конструкции и широко

применяются на водозаборах различных типов.

1 – прутья решетки, 2 – металлическая опора (нижняя часть), 3 – металлическая опора

(верхняя часть), 4 - деревянный брус-клин, 5 – скоба для подъема решетки.

Расстояние между стержнями (прозор решетки), как правило, принимается 50 мм.

Для борьбы с обледенением в некоторых случаях стержни решеток,

устанавливаемых на русловых водоприемниках, покрывают резиной.

Решетки с электрообогревом применяются на береговых водозаборах для

предотвращения обмерзания и закупорки решетки внутриводным льдом.

Рис.7.3. Решетка с электрообогревом.

Решетка с электрообогревом (рис. 7.3.) состоит из рамы 1, сваренной из

угловой стали, деревянных брусьев 2, служащих в качестве изоляторов,

стержней 3, приваренных к соединительным уголкам 4, ребер 5,

удлинении 6 для присоединения кабеля и скоб 7 для подъема и опускания

решетки. В этой решетке стержни соединены в электрической цепи попарно

последовательно с помощью соединительных уголков 4 с использованием

деревянных брусьев 2 в качестве изоляторов.

Сетки водозаборов

Для задержания мелкого мусора и крупной взвеси, находящихся в воде

источника, после решеток на водозаборах устанавливаются сетки.

Нашли применение сетки плоские съемные и сетки вращающиеся ленточные.

Сетки плоские съемные широко применяются на водозаборах малой

производительности до (1 м³/с), очень просты по конструкции, малогабаритны

и благодаря этому в незначительной степени увеличивают размеры

водозаборных сооружений. К их недостаткам следует отнести необходимость

подъема сетки для промывки, возможность проскока загрязнений во время

подъема в чистую зону, большую трудоемкость процесса промывки и

невозможность его автоматизации.

Плоская съемная сетка

Стационарная решетка с механизмом очистки (рис. 7.2.).

Применяются на крупных водозаборах с большим количеством водорослей, щепы и

другого сора в воде источника при небольших глубинах водозабора и незначительном колебании

уровня воды в водоеме.

Стержни решетки 1 крепятся к раме, установленной под углом 70^о к

горизонтали. Механизм очистки решетки состоит из двух пластинчатых

цепей 2 с закрепленными на них щетками 3. Цепи натянуты между натяжными

4 и ведущими 5 звездочками. Ведущие звездочки получают вращение через

цепную передачу б и редуктор 7 от электродвигателя 8. Для очистки щеток

имеется щеточный барабан 9, приводимый в движение через передачи

также от электродвигателя 8.

В процессе очистки щетки, перемещаясь снизу вверх, извлекают мусор

из решетки и доставляют его в верхнюю зону, где с помощью щеточного

барабана мусор сбрасывается в грязевой желоб 10 и водой транспортируется

за пределы водозабора.

Водоочистные вращающиеся сетки применяются на водозаборах при расходах

воды более 1 м³/с или значительном загрязнении воды водоема при меньших

расходах.

Вращающиеся сетки (рис.7.6.).

Схемы подвода воды к вращающимся сеткам.

Выполняются с внутренним- а), внешним- б), лобовым- в) и лобово-внешним -г) подводом

воды.

По конструкции, вращающиеся ленточные сетки разделяются на каркасные

и бескаркасные. Сопоставляя оба типа сеток, можно отметить, что каркасные

сетки более сложны по конструкции, тяжелее и дороже бескаркасных, но

благодаря наличию каркаса, несущего на себе все элементы сетки, не создают

вертикальных нагрузок на перекрытие водозабора, в то время как нагрузки

от бескаркасных сеток воспринимаются перекрытием водозабора.

Рис. 7.7 Вращающаяся сетка каркасного типа с лобовым подводом воды

Вращающаяся сетка каркасного типа с лобовым подводом воды (рис. 7.7)

состоит из каркаса 1, секций сеточного полотна 2, прикрепленных к двум

втулочно-роликовым цепям 3, натянутым между ведущими 4 и ведомыми 5

звездочками. Привод вращения сетки состоит из электродвигателя 6,

цилиндрического редуктора 7, открытой зубчатой пары 8, передающей

вращающий момент на ведущий вал 9. Для улучшения процесса промывки

сетка оборудована щеточным барабаном 10, имеющим свой привод 11.

Рис. 7.8. Вращающаяся сетка бескаркасного типа с лобовым подводом воды

Вращающаяся бескаркасная сетка с лобовым подводом воды (рис. 7.8)

состоит из секций сетки 1, прикрепленных к пластинам цепей 2. Между собой

секции сетки соединены осями 3,с насаженными на концах роликами 4, которые

при движении сетки катятся в направляющих 5, заложенных в строительные

конструкции водозабора. Пластинчатые цепи навешены на звездочки 6,

закрепленные на ведущем валу 7, получающем вращающий момент от

электродвигателя 8 через редуктор 9 и цепную передачу 10. Секции сетки

через одну имеют форму ковшиков, что позволяет поднимать наверх шугу.

Привод сеток закреплен на раме 11, передающей нагрузки от сетки на перекрытие.

Секции сеток состоят из фильтрующего и поддерживающего полотен. Скорость

перемещения сетки во время промывки принимается 0,06-0,1 м/с.

Промывка сеток автоматизирована. Импульсом для включения промывки сетки

служит величина потерь напора в ней, которая не должна быть более 0,15-0,20 м.