5.2.3 Конструювання водозабірного вузла Береговий водозабір

Водозабори берегового типу розташовують у березі річки – вода в них надходить безпосередньо із водойми. Береговий колодязь виконують у вигляді залізобетонної камери, передня стінка якої виходить безпосередньо до русла річки. Вода в нього надходить через вхідні вікна, що перекриваються сміттєзатримуючими решітками з механічним очищенням.

Береговий колодязь ділять поперечною перегородкою на дві камери – водоприймальну і всмоктувальну. Із водоприймальної камери у всмоктувальну вода надходить через вікна, що перекриваються сітками (плоскими або обертовими), призначеними для механічного очищення води, проціджування її від водоростей та інших плаваючих предметів. Кожне вікно має дві сітки, які працюють поперемінно. При значному коливанні рівнів води в річці водоприймальні вікна споруджують у два яруси. Верхній ярус розташовують вище нижнього на 3 – 5 м. При повенях воду забирають через вікна верхнього ярусу, а при межені – нижнього.

В курсовому проекті приймаємо залізобетонний береговий колодязь. Його водоприймальна і усмоктуюча камери поділені на три відділення (для 2-х робочих і одного резервного насосів); постійно працюють два вікна.

Визначаємо продуктивність одного вікна:

,м³/с (5.2)

де Q_вв – продуктивність водоочисного комплексу, м³/год;

Визначаємо площу однієї решітки за формулою:

, м² (5.3)

де 1,25 – коефіцієнт, що враховує забруднення решітки;

V – середня швидкість руху води у водоприймальному вікні,

V = 0,2 – 0,6 м/с;

К – коефіцієнт стиснення площі вікна стержнями решітки,

визначається за формулою:

(5.4)

де а - відстань між стержнями, а = 50 мм;

d - товщина стержнів, d = 6 – 10 мм;

За площею водоприймального вікна приймаємо уніфіковані розміри решітки за табл. 5.2. Втрати напору в гратах решітки приймаємо 0,1 м.

Розрахунок сіток ведемо за формулами:

, м² (5.5)

де V - середня швидкість руху води в отворах сітки V = 0,2 – 0,4 м/с;

К - коефіцієнт стиснення площі вікна стержнями сітки,

визначається за формулою:

(5.6)

де а – відстань між дротом сітки в просвіті, а = 2 - 10 мм;

d – діаметр дроту, d = 1 – 2 мм;

Підбираємо розміри сіток Н_c, L_c, m в залежності від їх площі за табл. 5.3. Втрати напору в сітці приймаємо 0,1 м.

Відмітка рівня води у водоприймальній камері берегового колодязя під час повені становитиме:

Z₁ = РВВ – 0,1, м

і в межень:

Z₂ = РНВ – 0,1, м

Відмітка рівня води у всмоктувальній камері в повінь: Z₃ = Z₁ - 0,1, м, і в межень: Z₄ = Z₂ – 0,1, м.

Таблиця 5.2 – Розміри і маса сміттєзатримуючих решіток

Розміри, мм			Маса, кг
прохідний отвір вікна	висота, Н	ширина, L
400х600 600х800 800х1000 1000х1250 1250х1500 1500х2000 1750х2500 2000х2500	850 1050 1250 1330 1580 2104 2604 2616	500 700 930 1120 1370 1620 1870 2120	20 33 52 94 135 305 420 585

Таблиця 5.3 – Розміри і маса плоских сіток

Кількість усмоктуючи і напірних ліній повинна бути не менше двох; трубопроводи розміщуються над підлогою або в каналах. Розрахунок усмоктуючих та напірних трубопроводів проводимо за витратою Q_в, л/с. Діаметр усмоктуючих труб визначаємо за формулою:

,м (5.7)

де V_в.у. – рекомендована швидкість руху води в усмоктуючому

трубопроводі, м/с; прийм. V_в.у. = 0,8 – 1,5 м/с;

За прийнятим діаметром по таблицям для гідравлічного розрахунку [5] для сталевих труб знаходимо фактичну швидкість руху V_в.у., м/с і 1000і_в.у та визначаємо втрати напору в них: h_в.у. = 1000і_в.у · L_в.у/1000, м.

Довжину усмоктуючих трубопроводів L_в.у. орієнтовно приймаємо: для водозаборів суміщеного типу 10 – 15 м; для водозаборів роздільного типу 10 – 40 м.

Діаметр напірних трубопроводів d_в.н., мм, підбираємо за витратою Q_в, л/с, та рекомендованою швидкістю V_в.н. = 1,5 – 3 м/с по таблицям для гідравлічного розрахунку [5] для сталевих труб. Також визначаємо 1000і_в.н. та втрати напору: h_в.н. = 1000і_в.н. · L_в.н/1000, м.

Довжину напірних трубопроводів L_в.н. орієнтовно приймаємо для водозаборів обох типів 12 – 15 м.