1 Обоснование схемы гидротехнического узла машинного водоподъема

1.1 Выбор места расположения насосной станции

В зависимости от расположения насосной станции по отношению к водоисточнику может быть русловой или береговой тип компоновки. Русловой тип применяется при пологом русле реки и больших колебаниях уровней воды. Так как в исходных данных нет сведений о русле, то его можно считать достаточно крутым, а это по­зволяет принять береговой тип компоновки независимо от величины колебания уровней воды в водоисточнике.

Насосная станция может быть или совмещена с водоисточником или удалена от него. Последний случай предпочтительнее, так как уменьшается длина напорных трубопроводов, а вода от водоисточника к водозабор­ному сооружению насосной станции подводится каналом

Для определения типа компоновки и места расположения насосной станции необходимо в достаточно крупном масштабе построить про­дольный профиль по трассе напорного трубопровода, нанести на него максимальный и минимальный уровни воды в реке и ось насосной станции.

Совмещенный тип применяется при колебании уровней в реке более 6 м. В этом случае ось насосной станции располагается на урезе максимального уровня.

Раздельный тип применяется при колебании уровней в водоисточ­нике менее 6 м. Ось насосной станции располагается в том месте, где линия продолжения минимального уровня воды в реке или канале дос­тигнет глубины 6 м от поверхности земли. Расстояние от максимального уреза до оси насосной станции - есть длина подводя­щего канала.

Следовательно принимаем совмещенный тип компоновки и места расположения насосной станции.

Забор воды из канала на орошение показан на рис.1.1. Место расположения насосной станции по отношению к водоисточнику (совмещенное или раздельное) определяется при помощи продольного профиля аналогично тому, как это рекомендовано при заборе водя из реки.

а) б)

Рис.1.1 Типы компоновок гидроузла при заборе воды на орошение из

транзитного канала: а)– совмещенный; б)–раздельный;

1–транзитный канал; 2–подводящий канал; 3–водозаборное сооружение;

4– насосная станция; 5– напорный трубопровод.

б)

Рис.1.2. Типы компоновки узла при заборе воды на орошение из водоранилища: а) береговой совмещенный; б) то же раздельный; в) насосная станция за дамбой; 1-подводящее сооружение (канал или коллектор); 2-водозаборное сооружение; 3-насосная станция; 4-напорный трубопровод; 5-всасывающие трубы насосов.

1.2 Расчет подводящего канала

При заборе воды из канала на орошение выполняется расчет отводящего канала.

1. Устанавливаем исходные данные.

В качестве расчетного расхода (Q_н.ст.) по графику работы насосной станции принимается максимальный расход:

Q_н.ст.= Q_max = 2Q = 2×0,7=1,4 ,м³/с

Коэффициент заложения откосов m=1,75-для супеси. Коэффициент шероховатости принимаем n = 0,02.

2. Принимаем стандартным ширину канала по дну в зависимости от расхода в нем, используя рекомендации:

при Q_н.ст <5 м³/с принимаем ширину канала по дну b = 1 м.

3. Определяем площадь живого сечения канала:

= м².

Глубина воды в канале: h=

h=м.

Далее определяем смоченный периметр:

м.

Затем определим гидравлический радиус: R=

R=м.

4. По таблице устанавливаем, что допустимая скорость на размыв для супеси V_р=0,8 м/с.

5. Из формулы Шези определим уклон канала: i_р=, где С=,

где n- коэффициент шероховатости, n=0,02.

C=;

i_р=.

Принимаем i_р равным 0,0008.

Фактическую скорость определим по формуле Шези: V=C

V=43,3=0,8 м/с.

Расход воды в канале определи м по формуле: Q=V×

6. При найденных параметрах b, m, i, n расчет повторим еще по нескольким расходам, постепенно, уменьшая до заданного минимального, в результате чего определяется глубина и скорость воды в канале. Результаты сведем в табл.1.1.

Таблица 1.1 Гидравлический расчет канала

h, м	, м	, м2	R, м	С, м/с0,5	V, м/с	Q, м3/с
0	1	0	0	0	0	0
0,3	2,21	0,46	0,210	38,35	0,5	0,23
0,5	3,01	0,94	0,311	40,99	0,64	0,60
0,7	3,80	1,19	0,313	41,04	0,65	0,77
1,0	5,03	2,75	0,550	45,17	0,95	2,61

По данным табл. 1.1 строим графики h=f(Q) и V=f(Q) (рис. 1.2), по которым определим отметки уровни воды V_max и V_min в подводящем канале. Должно выполняться условие V_max<V_р, но V_min>V_н.з., где V_н.з – допустимая скорость на заиление, которая определяется по формуле:

V_н.з=,

где, h_min – минимальная глубина воды в канале при заданном Q_min.

V_н.з = м/с.