Водозаборные сооружения

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Содержание

Введение

1.Выбор места расположения водозабора

2. Выбор технологической схемы водозаборного сооружения

3. Определение размеров водоприёмных отверстий

3.1 Определение площади и размеров водоприемных окон и решеток

3.2 Определение площади и размера сеток

3.3 Определение размеров и площади входных отверстий в оголовке

3.4 Определение диаметров самотечных труб

4. Подбор арматуры и оборудования насосной станции

5. Эксплуатация водозаборного сооружения

5.1 Защита решеток от обмерзания

5.2 Промывка сеток

5.3 Промывка самотечных линий.

4.4 Меры защиты водозабора от цветения воды

6. Организация зон санитарной охраны

7. Методы производства работ при строительстве водозабора.

7.1 Строительство берегового колодца

7.2 Строительство самотечных линий

7.3 Строительство оголовка

Заключение

Библиографический список

Приложение 1

Приложение 2

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение населения чистой, доброкачественной водой имеет большое гигиеническое значение, так как предохраняет людей от различных эпидемиологических заболеваний, передаваемых через воду. Подача достаточного количества воды в населённое место позволяет поднять общий уровень его благоустройства.

Сооружение, при помощи которого осуществляется приём воды из природных источников, называется водозаборным или водоприёмным. Для удовлетворения потребностей современных крупных городов в воде требуется громадные ее количества.

Цель данного курсового проекта - запроектировать водозаборное сооружение для города с населением сто тысяч человек. Задачами курсового проекта являются:

· выбор соответствующей технологической схемы приема воды, в зависимости от требуемой категории потребителя и условий водозабора;

· выбор механического оборудования водозабор, в зависимости от качества воды;

· конструирование и расчет берегового колодца;

· подбор арматуры;

· организация эксплуатации сооружения, зон санитарной охраны и методов производства работ при строительстве водозаборного сооружения.

1.ВЫБОР МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ВОДОЗАБОРА

Водозаборные сооружения из поверхностных источников кроме основной задачи -- обеспечения бесперебойного получения требуемого (заданного) количества воды из природного источника -- выполняют также функции предварительной механической очистки забираемой воды, защиты от попадания в нее льда, а также рыбы. Выполнение всех этих функций учитывают при выборе места расположения водозабора, его типа и оборудования. Кроме того, водозаборные сооружения весьма часто объединяют с насосными станциями I подъема.

Таким образом, для оптимального выбора типа водозаборного сооружения должны учитываться как особенности намеченной к использованию реки, так и особые требования потребителя к качеству воды. Сочетание этих двух категорий требований обусловливает необходимость применения на практике большого числа типов водозаборных сооружений: береговых, русловых, островных, плавучих, фуникулерных, ковшовых, донных, инфильтрационных и т. Д.

Речные водозаборные сооружения систем водоснабжения населенных пунктов должны размещаться выше снабжаемого объекта по течению реки. При определении места водозабора необходимо учитывать вероятность увеличения территории снабжаемого объекта с тем, чтобы обеспечить определенный разрыв ее с территорией водозаборного сооружения и станции очистки воды и обеспечить возможность организации зон их санитарной охраны. При выборе места расположения водозаборов должны также учитываться ледовые условия реки: водозабор не следует располагать в местах возможного образования ледяных заторов, шугозажоров, а также в зонах интенсивного образования внутриводного льда.

Речные водозаборные сооружения должны быть запроектированы так, чтобы их расположение и форма обеспечивали плавное обтекание, наименьшее стеснение русла реки и не вызывали переформирования его.

2. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

водозаборный колодец строительство

Конструктивная схема водозабора должна приниматься в зависимости от требуемой категории по степени обеспеченности подачи воды потребителя, гидрологической характеристики водоисточника, с учетом максимальных и минимальных уровней воды, а также требований органов по регулированию использования и охране вод, санитарно-эпидемиологической службы, охраны рыбных запасов и водного транспорта.

Поскольку по заданию расчетное число жителей равно 100 тыс. человек, то по степени обеспеченности подачи воды водозаборное сооружение относится к I категории. Согласно СНиП 2.04.02-84 I категория допускает 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 ниже указанного предела допускается не более 10мин [2, п.4.4.] Поскольку по заданию мутность воды в реке 700мг/л, русло устойчивое, характер ледохода спокойный и нет наличия водорослей, донного льда и шуги, относим условия забора воды к средним [2, табл.12]. На основании принятой категории, условий забора воды и геологических особенностей берега реки принимаем водозабор комбинированного типа, совмещенный с насосной станцией первого подъема. Забор воды производится через оголовок, а при высоком стоянии уровня также и через входные окна в передней стенке берегового колодца. Вода поступает в водоприемник, а затем забирается насосами через всасывающие трубы. В водоприемнике осуществляется грубая механическая очистка воды. В этих целях входные окна снабжены решетками, предотвращающими занесение внутрь водоприемника относительно крупных предметов. Кроме того, на пути от входных окон к всасывающим трубам вода проходит через сетки, установленные в сеточной камере. На сетках задерживается значительная часть загрязнений содержащихся в воде: планктон, водоросли, мелкий сор. Подобная механическая очистка воды значительно облегчает работу сооружений для осветления воды, предотвращает возможное засорение труб и насосов, а в ряде случаев в системах производственного водоснабжения дает возможность использовать воду без какой-либо дополнительной очистки. Над водоприемным колодцем устраивается служебный павильон, из которого осуществляется управление арматурой и механизмом очистки сеток, а также другие операции, связанные с эксплуатацией водоприемных сооружений. Водоприемник в плане имеет круглую форму, размер берегового колодца определен по соображениям конструктивного и эксплуатационного характера. Схема водозаборного сооружения представлена в приложении 1.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ВОДОПРИЁМНЫХ ОТВЕРСТИЙ

3.1 Определение площади и размеров водоприемных окон и решеток

Площадь входных отверстий определяют исходя из скорости втекания воды в отверстия при одновременной работе всех секций. Согласно СНиП 2.04.02-84 скорости втекания в береговые незатопленные водоприемники рекомендуются 0,2-0,6 м/с.

Где:

1,25-коэфициент, учитывающий засорение отверстий

Q-расчетный расход одной секции (0,4 м³/с)

V-скорость втекания ( по СНиП 2.04.02-84)

К-коэфициент, учитывающий стеснение отверстий стержнями решоток.

а-расстояние между стержнями, с- толщина стержня.

Размеры водоприемного окна выбираем из стандартных значений, уточняя скорость:

Стандартное окно 1000 х 1200мм



По выбранным размерам водоприёмного окна подбираем решетку:

Н=1320мм; L=1100мм; m=90кг.

Принимаем потери напора в решетках берегового колодца равным 0,07м при нормальном режиме и 0,1м при аварийном режиме.

3.2 Определение площади и размера сеток

Поскольку проектируем водозабор малой производительности ( 0,8 м³/с по заданию), и условия забора воды средние, то устанавливаем плоские сетки.

Рабочая площадь сетки рассчитывается по той же формуле, как и для решеток.

Однако рекомендуемая скорость движения воды через сетку 0,8-1,2 м/с по СНиП 2.04.02-84. Примем скорость движения воды равной 0,8м/с.

Размеры окна: 800 х 1000мм



Размеры сетки: Н=1130мм; L=930мм; m=53,5кг.

Потери напора в сетках принимаем равными 0,15м и при нормальном режиме работы и 0,2м при аварийном режиме.

3.3 Определение размеров и площади входных отверстий в оголовке

Площадь входных отверстий оголовка определяется по той же формуле, что и площадь отверстий берегового колодца. Согласно СНиП 2.04.02-84 рекомендуемая скорость втекания воды для водоприемников затопленного типа 0,1-0,3м/с. Принимаем скорость движения воды 0,2м/с

Принимаем три окна размером 1000 х 1250мм, в каждой секции.

Потери напора через решетки оголовка принимаем равными 0,07м.

3.4 Определение диаметров самотечных труб

В целях обеспечения бесперебойной подачи воды все основные элементы водоприемных сооружений, как правило, дублируются. Поэтому число самотечных линий, соединяющих оголовок с береговым колодцем, должно быть не менее двух. Диаметр труб самотечных линий определяется в зависимости от заданного расхода и принятого значения расчетной скорости. Действующие строительные нормы рекомендуют принимать для самотечных линий водоприемников руслового типа расчетную скорость движения воды при нормальной работе сооружения в пределах от 0,7 до 1,5м/с.

Расчетный расход одного самотечного водовода определяется по формуле:

где Q-производительность водозабора, равная по заданию 0,8м³/с;

п-число самотечных водоводов, принимаемое равным 2.

Диаметр самотечного водовода с учетом рекомендуемых скоростей выбираем по таблицам Шевелевых. [3]

Принимаем две самотечных трубы d=600мм, V=1,34м/с, 1000i=3,62м/км

Поскольку категория потребителя первая, то при аварии должна обеспечиваться 70% подача воды. При пропуске 70 % расхода Q_70%= 560л/с через d 600мм имеем V=1,88м/с, 1000i=7,09м/км, что не противоречит требованиям нормативных документов. Длину самотечных линий принимаем равной 76,5м (см.прил.2).

По таблицам Шевелёва по расходу Q=400л/с и по таблице 14 СНиПа 2.04.02-84 подобрали.

Потери напора в самотечных линиях:

· при нормальном режиме работы

· при аварии

4. ПОДБОР АРМАТУРЫ И ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

По заданному расходу 0,8м /с подбираем насосы для насосной станции первого подъема, совмещенной с водозаборным сооружением. Количество рабочих насосных агрегатов принимаем равное двум. Подача одного насоса составляет:

По заданному Н = 35м, и вычисленному Q_H = 400л 1с по сводным графикам

характеристик насосов Д был подобран насос Д 1250-14 (Q=400л/с, H=35м, , N = 90кВт, m = 2520кг, d_ecaс.namp = 500мм, d_{нап.патр} = 400мм,).

Количество резервных агрегатов принимаем равное двум [2, табл. 32].

Размещение насосных агрегатов определяется формой машинного зала в плане, типом насосов и способом подвода к ним воды.

Насосные станции первого подъема на поверхностных источниках чаще всего бывают заглубленными, и их строительство осуществляется в сложных геологических и гидрологических условиях. Поэтому компоновка оборудования должна способствовать уменьшению размеров здания насосной станции с учетом возможности увеличения ее мощности на будущее. Размещение насосного оборудования и трубопроводов также должно обеспечивать удобство, безопасность, оперативность их обслуживания и ремонта.

Горизонтальные центробежные насосы типа Д предпочтительно устанавливать на таких отметках, чтобы корпуса насосов заливались водой самотеком при минимальных расчетных уровнях воды в источнике. Схема для определения отметки пола насосной станции представлена на рис. 1.

Определение отметки дна колодца:

ГВВ=81м, ГНВ=75м

Отметки уровней воды в приемной камере:

Отметки уровней воды во всасывающей камере:

Определение отметки дна колодца:

Расстояния между агрегатами, между агрегатами и стенами в заглубленных сооружениях принимают не менее 0,7 м.

Всасывающие трубопроводы являются наиболее ответственными элементами насосных установок, так как от правильности их расчета, конструкции и эксплуатации зависит экономичность работы насосов. Наилучшим условием для нормальной работы насосов является обеспечение каждого насоса индивидуальной всасывающей трубой. Поэтому число всасывающих труб принято равным числу агрегатов - четырем. По таблицам Шевелевых принимаем всасывающие трубы d=600мм (V=1,34м/с, 1000i=3,62м/км). Всасывающие трубопроводы выполняются из стальных труб на сварке с применением фланцевых соединений для присоединения к арматуре и насосам. Запорную арматуру устанавливают на всасывающих трубах в случаях, когда насосы размещены ниже уровня воды в источнике. Всасывающие трубопроводы на станциях первого подъема чаще всего укладывают по полу машинного зала на бетонных подставках с устройством переходных мостиков над трубами.

Напорные трубопроводы насосных станций предназначаются для подачи перекачиваемой жидкой среды от насосов к водоводам. По таблицам Шевелевых принимаем напорные трубы d=500мм, V=1,91м/с, 1000i=9,25м/км. Все напорные трубопроводы внутри насосной станции выполняются из стальных труб на сварке, с использованием фланцевых соединений для крепления их к насосам и арматуре. На напорной стороне у каждого насоса устанавливается обратный клапан, который препятствует обратному току перекачиваемой воды в случае прекращения подачи энергии к электродвигателю насоса (аварийный случай). На напорных трубопроводах имеются необходимое число задвижек, водомеры, гасители гидравлического удара (при необходимости) и контрольно-измерительная аппаратура.

Укладка напорных трубопроводов на станциях первого подъема производится по полу машинного зала на опорах из бетона с устройством переходных мостиков.

Для облегчения управления в насосных станциях все задвижки запроектированы с электроприводом. Для предварительного заказа изготовляемого на заводах оборудования, для удобства чтения чертежей при строительстве станции, монтаже оборудования и его эксплуатации составляется спецификация оборудования, трубопроводов, арматуры и фасонных частей. В спецификацию включается основное и вспомогательное оборудование и электродвигатели к нему, оборудование предварительной очистки, подъемно-транспортное оборудование. Спецификация оборудования, трубопроводов, арматуры и фасонных частей приведена в комплекте графических материалов курсового проекта.

5. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

Для обеспечения бесперебойной работы систем водоснабжения необходимо постоянное наблюдение за источником воды и всеми сооружениями водозабора.

В поверхностных источниках воды наблюдению и контролю подлежат:

· уровни воды;

· размыв берегов;

· движение наносов;

· зарастание водоемов;

· образование и состояние льда;

· санитарное состояние источника.

На водозаборных сооружениях в период их эксплуатации осуществляется планово-предупредительный осмотр и ремонт сооружения и устройств. Для этого существует специальный регламент.

5.1 Защита решеток от обмерзания

В береговом колодце установлены съемные решетки, которые, поднимают в павильон для очистки. Решетки оголовка очищают граблями с лодки или с помощью водолазов. Хорошо удаляются загрязнения с поверхности решеток оголовка при обратной промывке самотечных линий.

Для борьбы с обмерзанием стержни решеток покрывают гидрофобным материалом - резиной.

5.2 Промывка сеток

Промывку сеток необходимо производить для предотвращения их засорения. Промывка осуществляется автоматически при достижении величины потерь напора 15-20см. Сетки промываются водой под давлением 0,4 МПа. Расход воды на промывку сеток зависит от количества загрязнений. Обычно расход составляет 5-15л/с.

5.3 Промывка самотечных линий

Промывку самотечных линий осуществляют обратным током воды из напорных водоводов насосной станции I подъема. Скорость при промывке должна быть на 20-25% больше скорости при нормальном режиме. Исходя из этого, для промывки самотечных линий запроектированы две трубы d 500мм.

6. ОРГАНИЗАЦИЯ ЗОН САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ

Санитарная охрана источников питьевого водоснабжения осуществляется путем организации на водосборных бассейнах зон санитарной охраны

Зона санитарной охраны поверхностного источника водоснабжения представляет собой специально выделенную территорию, охватывающую используемый водоем и частично бассейн его питания. На этой территории устанавливается режим, обеспечивающий надежную защиту источника водоснабжения от загрязнения и сохранение требуемых санитарных качеств воды.

Водозаборное сооружение, подающее воду на хозяйственно-питьевые цели должны иметь зоны санитарной охраны первого пояса. Первый пояс (пояс строго режима) охватывает часть используемого водоема в месте забора воды из него и территорию расположения головных сооружений. На территории первого пояса запрещены все виды строительства, проживание людей, выпуск стоков, купание, рыбная ловля, применение для растений ядохимикатов и миниральных удобрений. Площадка водозаборного сооружения ограждается и озеленяется. Границы первого пояса для реки: вверх по течению 200м, вниз по течению 100м, по прилегающему к водозабору берегу 100м от линии уреза воды при наивысшем ее уровне. Акватория реки в пределах первого пояса ограждается банинами.

7. МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ВОДОЗАБОРА

7.1 Строительство берегового колодца

Для производства работ на месте установки колодца в сторону источника отсыпают из грунта полуостров, ограждают его двойным шпунтовым рядом и на нём сооружают колодец. После завершения работ грунт удаляют эксковатором.

Береговой колодец сооружают опускным методом. На месте его установки отрывают котлован, не доходя до водоносных грунтов 0,5м. В нём собирают нож и монтируют железобетонные стены на половину его высоты.

После достижения бетоном необходимой прочности начинают разрабатывать грунт внутри колодца. Под действием собственного веса, колодец опускается по мере удаления из него грунта.

Во время погружения колодца ведут непрерывный водоотлив насосами.

Далее бетонируют и погружают вторую половину колодца до заданной глубины и приступают к устройству днища. Сначала делают щебёночную подготовку, укладывают бетон и после его затвердевания устанавливают арматуру и бетонируют днище.

7.2 Строительство самотечных линий

Траншеи для самотечных линий разрабатывают экскаваторами. Трубы сваривают на берегу, с обеих сторон устанавливают заглушки с патрубками и на плаву доставляют к месту установки. Заполняют трубы водой и опускают их в подготовленные траншеи.

После проверки правильности укладки труб производят засыпку траншеи.

7.3 Строительство оголовка

Монтаж оголовка ведут на берегу, на специальном стапеле виде тонкостенного понтона со встроенными раструбами самотечных водоводов.

Затем в плавучем состоянии его доставляют к месту установки. Опускают путем затопления на подготовленное основание, заполняют бетоном и присоединяют с помощью муфт к самотечным трубам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте запроектировано водозаборное сооружение производительностью 0,8 м /с. Диаметр берегового колодца 17 метров, заглубление 12.35м. При проектировании были учтены все географические, геологические и гидрологические условия забора воды, выбрана соответствующая технологическая схема (водозабор комбинированного типа). Был произведен расчет водоприемных отверстий, решеток и сеток, определен диаметр самотечных, всасывающих и напорных труб, выбрана соответствующая арматура и оборудование. Проектом предусмотрены все необходимые мероприятия для нормальной эксплуатации водозаборного сооружения, организованы зоны санитарной охраны, разработаны технологии производства работ при строительстве сооружения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Абрамов Н.Н., Водоснабжение. М.1982.

2. СНиП 2.04.02-84, Водоснабжение наружные сети и сооружения. М.1984.

3. Шевелёв Ф.А., Шевелёв А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справ. Пособие. 6-е изд., перераб. И доп. М.: Стройиздат. 1984.

Размещено на Allbest.ru