2. Проектирование водозаборного сооружения

2.1. Выбор типа и расчет водозаборного оголовка

Водозаборное сооружение служит для забора воды из водоисточника в соответствии с графиком водопотребления и представляет собой наиболее ответственную часть гидроузла машинного водоподъема. От нормальной работы водозаборного сооружения зависит в первую очередь долговечность работы насосно-силового оборудования, трубопроводной арматуры и станции улучшения качества воды.

Для повышения надежной работы водозаборного сооружения, улучшения системы защиты от попадания в водозаборное сооружение наносов, плавающего мусора и рыбы предусматривается секционирование, т.е. независимая самостоятельная работа отдельных секций.

Сооружения водозабора должны быть рассчитаны на эксплуатацию в чрезвычайных условиях, т.е. при самых максимальных и минимальных уровнях воды в водоисточнике, а также в периоды ледохода и шуги.

Максимально возможная высота водозаборного оголовка:

, м (2.1.1)

м

, м (2.1.2)

м

где: ↓Дна – отметка дна реки;

h_min – минимальная глубина, м;

h_max^огол – максимально возможная высота водозаборного оголовка, м.

t_льда – толщина льда, принята в пределах 0,9-1,2м.

При доступном расстоянии 2,1м размер оголовка типа зонтик равен 1-1,2м, а расчетные размеры ряжевого оголовка равны 3,1м. Исходя из расчетов, приняли ряжевый оголовок, так как он наиболее удобен в эксплуатации для данного расчета.

Согласно с требованиями СНиП 2.04.02-84 [1] и исходным данным определено, что тип нашего водозаборного сооружения русловой, состоящий из оголовка, самотечных линий и берегового колодца.

Площадь входных водоприёмных отверстий :

,м² (2.1.3)

где: F_бр – площадь отверстий закрытых решётками, м²;

1,25 – коэффициент, учитывающий засорение отверстий;

_. – расчётный расход водозабора, м³/с;

- количество самотечных линий, = 2 шт;

– скорость втекания воды в водоприёмные отверстия, м/с;

- коэффициент, учитывающий стеснение входа стержнями решётки, К=2

м².

, м² (2.1.4)

где - расчетная скорость водозабора, м/с;

- количество линий водовода, .

, м²

,м, (2.1.5)

м.  мм.

Схема оголовка приведена на рис. 3.

2.2. Расчет самотечных или сифонных линий

Гидравлический расчёт самотечных труб проведен для трёх основных случаев:

1. При уровне низких вод, когда работают две линии одновременно.

2. При уровне высоких вод, когда работает одна линия.

3. Работа самотечных труб при аварии.

1. ,м/с (2.2.1)

м/с.

- условие выполняется.

2. ,м/с (2.2.2)

м/с.

- условие выполняется.

3. ,м/с, (2.2.3)

м/с.

Потери в сифонных трубах:

1 Случай:

,м, (2.2.4)

где: – удельное сопротивление [2], ;

– длина сифонной линии, м;

– количество сифонов, шт;

– поправочный коэффициент [2], ;

_. - расчётный расход водозабора, м³/с.

м.

,м, (2.2.5)

(2.2.6)

где: - коэффициент, зависящий от формы решётки,  = 2,42;

S = 6…12 мм - диаметр стержней, S=10 мм;

В = 30…50 мм - расстояние между стержнями, В=50мм;

Sin  - при =90º, Sin  =1.

.

, (2.2.7)

где: ζ_реш – коэффициент сопротивления на участке с решеткой;

ζ_вх – коэффициент сопротивления на входе;

ζ_суж – коэффициент сопротивления на сужении;

ζ_колено – коэффициент сопротивления на участке с коленом;

ζ_вых – коэффициент сопротивления на выходе.

м.

Найдены общие потери:

,м, (2.2.8)

м.