5. Основная классификации лучевых водозаборов, область их применения и конструктивные особенности.

Горизонтальные водозаборы устанавливают при глубине залегания подземных вод до 8м. Горизонтальные водозаборы - дренажные трубы (трубы с отверстиями) или галереи, которые захватывают воду из водоносного пласта и подводят ее самотеком к сборным камерам или резервуарам. В смотровой камере размещают переливные и сливные трубы и арматуру по управлению ими. В плане горизонтальные водозаборы располагают перпендикулярно направлению подземного потока (приток с одной стороны) или вдоль подземного потока (приток с обоих сторон).

Приток к горизонтальному водозабору, уложенному на водоупоре перпендикулярно движению подземного потока по длине участка 1, называет путевым притоком (приток с одной стороны) и определяют по формуле:

где Кф - коэффициент фильтрации, м/сут; l - длина водозабора, м; Н - глубина воды в водоносном слое, м; h - глубина слоя воды, м; принимают h = (0,15…0,3)H; R - радиус влияния, определяют по эмперической формуле К.В. Кусакина

Диаметр тру6 определяют гидравлическим расчетом из условия пропуска расчетного расхода при заполнении h/d = 0,5 (где h - высота слоя воды в трубе, м; d - диаметр трубы, м; принимают не менее 150 мм) и скорости движения V ≥ 0,7 м/с.

Расчет проводят в таком порядке.

1. назначают расчетные участки трубчатого водозабора, обычно расстояния между колодцами принимают около 50м.

2. определяют путевой приток воды q_{пут пр} (при одностороннем питании по формуле 1.

3. вычисляем расчетные расходы (м3/с) на участках

q_расч = q + αq_{пут пр}

где q_расч - транзитный расход со стороны вышележащих участков, м3/с; α - гидравлический коэффициент, зависящий от соотношения путевого и транзитного расходов на участке; α = 0,5.

4. определяют диаметры и гидравлические уклоны, задаваясь скоростью V ≥ 0,7 м/с и наполнением h/d , по таблицам расчета безнапорных трубопроводов.

5. рассчитывают сборную камеру или сборный колодец. Сборная камера чаще всего состоит из двух отделений (одно рабочее и одно с оборудованием). Расчетом определяют длину и ширину камеры.

Длина (м) рабочего отделения камеры

где V_к - скорость движения воды в камере, м/с; h_k -глубина воды в камере, м; u_k - скорость осаждения частиц, м/с, задаются значениями V_к = 0,01…0,015 м/с; h_k = 0,7…1,5 м; u_k = 0,006…0,01 м/с.

Ширина (м) камеры

где F_к - площадь поперечного сечения камеры, м2; F_к = q_расч / V_k

так как при расчете задаются цифровыми значениями некоторых величин, входящих в формулы, после расчета полученные размеры камеры уточняют для нахождения оптимальных конструктивных соотношений.

Во втором отделении размещают оборудование.

6. Способы промывки самотечных линий и водоприемных окон. Конструкции для удаления наносов из камер водозаборов.

Укладка труб самотечной линии на всей длине по дну реки и обсыпка их приводят к образованию донной полузапруды, вызывающее 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 осаждение взвесей в них обычно не удается. В результате трубы постепенно трубы заиляются и требуют периодической очистки. Наиболее часто применяемым способом очистки самотечных труб является промывка их обратным током. Промывная 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, продолжают работать.

Для достижения требуемого эффекта промывки необходимо создать в самотечной линии такие скорости, которые обеспечивали бы взмучивание отложившихся на дне труб осадка и его вынос. «Взмучивающая» скорость зависит от средневзвешенного диаметра осевших частиц d и внутреннего диаметра труб промывной линии D. На основе многочисленных экспериментальных исследований предложена приближенная формула для определения 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 воды.

Расход промывочной воды находится по следующей формуле:

Q_пром = V_пром F_сам

где V_пром - скорость промывки, м/с;

F_сам - площадь поперечного сечения самотечных труб, м2.