8. Проектирование водовыпускного
СООРУЖЕНИЯ
Водовыпускные сооружения мелиоративных насосных станций предназначены для соединения напорных трубопроводов с отводящим каналом (в оросительных насосных станциях) или с водоприемником (в осушительных насосных станциях).
Выбор типа водовыпуска
Наиболее часто применяют два типа водовыпускного сооружения : прямоточные с механическими запорными устройствами и сифонные.
В оросительных насосных станциях можно применять оба типа водовыпуска. Однако более целесообразно на напорных трубопроводах, уложенных под землей, применять прямоточный тип водовыпуска, а на уложенных по поверхности земли – сифонный.
В осушительных насосных станциях выбор типа водовыпуска зависит от места расположения насосной станции. Если насосная станция располагается в теле дамбы, то чаще всего водовыпускное сооружение совмещается с ней и представляет собой либо одно целое с подземной частью здания (грунт основания – скала), либо раздельно осадочным швом. В этом случае обычно применяют водовыпуск прямоточного типа. Если в результате компоновки подземной части насосной станции оказалось, что низ напорного трубопровода выше максимального уровня воды в водоприемнике, то применяют сифонный тип водовыпуска.
Если насосная станция расположена перед дамбой, то она будет строиться раздельно с водовыпуском, который, как правило, применяется сифонного типа, хотя не исключается и прямоточный тип.
8.2. Расчет водовыпуска прямоточного типа
Водовыпускное сооружение прямоточного типа показано на рис. 8.1. Исходные данные для его расчета следующие:
экономически наивыгоднейший диаметр напорного трубопровода Д эк ;
минимальный расход одной нитки напорного трубопровода Q min ;
максимальный расход одной нитки, берется с учетом всех насосов, в том числе и резервного, а в случае наличия форсированного расхода– Q max ;
отметки max и min уровней воды в отводящем канале и соответствующая им глубина h k max и h kmin .
Последовательность расчета
1. Определяется диаметр напорного трубопровода на выходе:
Д вых = (1,1…1,2) Д эк .
2. Скорость воды на выходе
.
Рис.8.1. Водовыпускное сооружение прямоточного типа
3. Минимальное заглубление верха трубы под минимальный уровень воды в отводящем канале
,
но не менее 0,1 м.
4. Принимается запас превышения стенок над наивысшем уровнем «а» в зависимости от максимального (форсированного расхода) по табл. 8.1.
5. Высота порога Р = 0,2...0,3 м.
6. Максимальное заглубление верха трубы под максимальный уровень воды в канале
,
где h – разность между max и min уровнями воды в створе.
Т а б л и ц а 8.1. Запас превышения стенок над уровнем воды
Q, м 3/с |
1,0 |
1...10 |
10...30 |
30 |
а, м |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
7. Длина водобойного колодца L кол определяется в зависимости от типа порога (наклонный или вертикальный) и максимального заглубления трубы:
,
где К определяется из табл. 8.2.
Т а б л и ц а 8.2. Значения коэффициента К
|
Наклонный порог |
Вертикальный порог |
0,5 |
6,6 |
4,0 |
1,0 |
5,8 |
1,6 |
1,5 |
– |
1,0 |
2,0 |
– |
0,85 |
2,5 |
– |
0,85 |
В табл. 8.2 h р определяется по формуле
,
где
;
– минимальная глубина воды в канале.
8. Длина переходной части и крепления
l кр + l
пер = (4...5)
,
где – максимальная глубина воды в канале.
9. Ширина одной камеры
b к = Д вых + 2b,
где b – запас, равен 0,25...0,3 м.
10. Дополнительные рекомендации: толщина бычка b б принимается равной 0,6 м ; длина его – (0,7...0,8) L кол ; толщина подпорных стенок : торцевой b ст = 0,6...0,8 м, боковых 0,4...0,6 м ; толщина днища колодца 0,8...1,0 м ; ширина служебного мостика – 1,2 м.
11. В случае, когда ширина бассейна В бас
больше ширины канала по дну, то их
сопряжение осуществляется воронкой с
центральным углом конусности
=40...50 0. Тогда длина переходного
участка определится как
.
12. Для предотвращения обратного тока воды по напорному трубопроводу в конце его ставят следующие механические запорные устройства: клапан типа “хлопушка” применяется при Д вых 0,6 м ; клапан “хлопушка с противовесом” – при 1,2 > Д вых > 0,6 м ; при Д вых > 1,2 м применяют дроссельные затворы с эксцентричной горизонтальной осью вращения ( на рис. 8.1 запорное устройство не показано).