Для решеток: ω аб = (50+8)/ 50 ∙ 1,25 ∙0,05/ 0,1 = 0,73 м²;

Для сеток: ω аб = ((3,5+1)/ 3,5)2 ∙ 1,25 ∙0,05/ 0,1 = 1,03 м²

Определив необходимую площадь окон, подбирают типовые решетки и сетки. В данном случае подходят решетки (две решетки, т.к. две секции оголовка) с размерами 800х1000м = 0.8 м². и четыре сетки с размерами 600х800м = 0.48 м².

Внутри водоприемного колодца устанавливают сорозадерживающие сетки, обеспечивающие более полную очистку воды от сора и разделяющие колодец на два отделения: приемное и всасывающее (за сеткой).

Для отпугивания рыб из всасывающего отделения водоприемного колодца осуществляется всасывание трубопроводами насосов насосной станции первого подъема.

Размеры колодца зависят от габаритов приемных отверстий и стенок, числа и диаметра трубопроводов. Вертикальные размеры зависят от амплитуды колебаний уровней воды в реке, толщины ледяного покрова, грунтовых условий. Принимаем диаметр водоприемного колодца 6м, высоту его 22м.

По найденным необходимым площадям входящих отверстий устанавливают их количество и размеры, обычно принимают не менее двух водоприемных отверстий. Расстояние от дна реки до низа водоприемных отверстий и от нижней кромки льда до верха оголовка не менее 0.2 – 0.3м, соответственно.

САМОТЕЧНЫЕ ВОДОВОДЫ

Для соединения водоприемного колодца с оголовком принимают самотечные и сифонные водоводы, их количество должно быть не менее двух и соответствовать числу секций берегового колодца.

Водоводы должны быть защищены от подмыва речным потоком и повреждения судами, поэтому их заглубляют ниже дна реки на судоходных реках на 0.8-2.5м. материал труб выбирают стальные с антикоррозийной изоляцией, а внутри полимерное покрытие.

Сифонные водоводы принимаем в водозаборах в тех случаях, когда по геологическим и гидрогеологическим условиям прокладка сифонных водоводов затруднена. В данном случае дно и берег состоит из мелких суглинков и глины, следовательно, водоводы принимают самотечные. Расчет диаметров трубопроводов водозабора проводят с учетом допустимых скоростей, которые будут достаточными для транспортирования взвеси, находящейся в воде, не допуская ее выпадение в трубах. Скорость в водоводах следует принимать (для самотечных трубопроводов) 0.7-1.5 м/с.

Размер диаметра трубопровода определяется по формуле:

Dp = √(4Qp / πv) v = 0,7 – 1,5 м/с

Dp max = √(4 ∙0,05/3,4 ∙0,7) = 0,3м

Dp min = √(4 ∙0,05/3,4 ∙1,5) = 0,2м

Из двух полученных диаметров выбираем средний D = 0,25м

Принимаем D = 0,25м: при таком D наружный диаметр трубы Dнаруж = 273мм, а т.к. принимаем стальные трубы с полимерным внутренним покрытием, то к толщине стенки равной 10мм прибавляем толщину полимерного слоя 5мм, тогда внутренний диаметр, необходимый для дальнейших расчетов будет равен Dвнутр = 250 мм.

Рассчитаем фактическую скорость в трубопроводе с D = 0,25м по формуле:

Vф = 4 Qp/ πD2

Vф = 4 ∙ 0,05/ 3,14 ∙ 0,25 2 = 1,02 м/с

Скорость в самотечных трубопроводах должна быть проверена на незаиляемость транспортируемыми по трубе мелкими наносами в количестве ρ = 720 мг/л, имеющие средневзвешенную гидравлическую крупность ω = 0,036 м/с по формуле

Vтр ≥ Vкр = √ (ρ ∙ ω ∙ Dвн / 0,11 ∙ (1 – (ω/U)4,3) , м/с

Vкр = √(0,72∙ 0,036 ∙ 0,25 / 0,11 ∙ (1 – (0,036/0,07)4,3) = 0,25

Т.к Vтр ≥ Vкр, то условие выполняется, значит, принимаем 2 водовода с D = 0,25м мм, и скоростью движения воды по ним Vф = 1,02 м/с.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТМЕТОК РАСЧЕТНЫХ УРОВНЕЙ

В приемном отделении водоприемного колодца отметка максимального уровня воды равна z max = zвгв – h, м, где:

zвгв - отметка высокого горизонта воды,

потери напора в водоводах при нормальном режиме работы, для берегового колодца, h = 0.06 - 0.03м.

z max =90,5 – 0,05 = 90,45, м

Отметка минимального уровня воды равна:

z min = zнгв – hав,

где zнгв - отметка нижнего горизонта воды в реке, м;

hав - потери напора в водоводах при аварийном режиме работы (для водозабора первой категорииQнс1 = Qав), где Qнс1 - расчетный расход насосной станции первого подъема.

Qав = 0,05м³/с – расход при аварии по одному трубопроводу

h = A ∙ l ∙ Qp2 + Σ ξ v2тр / 2g + hреш

Где А - удельное сопротивление трубопровода [2,табл.2]

l - длина водовода (l =70)

Q´р - расходводы по одному трубопроводу (Q´р=0,05м3/с)

hреш - потери напора в решетке водоприемника, м, (для сеток=0,0-0,3 м)

Σξ- коэффициент местных сопротивлений [9, табл.4] (Σ ξ = 0,4)

Тогда: h = 2,187∙70∙(0,05)2+0,4(1,022/2∙9,8)+0,3=0,7

z min = 80,4 – 0,7 = 79,7 ,

Во всасывающем отделении водоприемного колодца максимальная отметка воды

zвс max = z max - hсет

где hсет - потери напора в сетках, принимаем 0.1-0.3м.

zвс max = 90,45 – 0,3 = 90,15м,

zвс min = z min - hсет = 79,7 – 0,3 = 79,4м

6. РАСЧЕТ ВОДОПОДАЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ

6.1 НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ПЕРВОГО ПОДЪЕМА

Насосная станция первого подъема подает воду на очистные сооружения или в резервуары чистой воды (в случае отсутствия очистки) для обеспечения хозяйственно-питьевых и производственных нужд населенного пункта.

Режим работы насосной станции первого подъема определяют исходя из условий равномерной подачи воды в течение суток. Производительность насосной станции складывается из водопотребления населенным пунктом и расхода на собственные нужды насосной станции Qнс1, а также пополнение противопожарного запаса воды в дни максимального водопотребления Q пож.

Расчетную подачу находят по формуле:

Qp = Qнс1 + Q пож, м³/с

Qp = 1,05 ∙ 8226 / 24 + 1,05 ∙ 3 ∙ 3,6 ∙45 / 24 = 380,3м³/ч

Пожарный расход может подаваться хозяйственно-питьевым или специальным пожарными насосами. Хранится противопожарный расход воды в РЧВ на очистной станции.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО НАПОРА

Требуемый напор зависит от принятой схемы подачи воды на очистные сооружения H определяют по формуле:

H = H геом + h нс + Σhw

где H геом - геометрическая высота подъема, равная разности воды в смесителе на входе в очистные сооружения (z1 = 94) и нижнего уровня воды в водоприемном колодце .

Н геом = z1 – z2 = 94 – 79,4 = 14,6 м

потери напора во всасывающих и напорных трубопроводах