1. Гидравлический расчет элементов водозабора

Гидравлические расчеты всех элементов водозабора выполняют на два возможных эксплуатационных режима:

1) нормальный, когда все секции n_с сооружения работают. Расход для ка­ждой секции определяют по формуле (1):

, м³/с, (1)

2) форсированный (аварийный), когда одна из секций выключена (ре­монт, чистка и т. п.) и весь расчетный расход распределяется между работаю­щими секциями поровну. Расход определяется по формуле (2):

(-1), м³/с, (2)

где - расчетный расход воды, м³/с, определяется по формуле (3):

, м³/час, (3)

где - расход воды в сутки наибольшего водопотребления, м³/сут;

Т - продолжительность работы водозабора в сутки

наибольшего водопо­требления - 24 ч, 16 ч.;

- затраты воды на собственные нужды водозабора и

очистных соору­жений, в % от =3 ÷ 8%;

R - коэффициент допустимого временного снижения количества

воды, подаваемого потребителям, R = 0,7 ÷ 1,0.

При нормальном режиме определяют площади водоприемных отверстий (решеток) и водоочистных сеток, диаметры трубопроводов и размеры основного и вспомогательного оборудования, потери напора в элементах водозабора, отметки уровней воды в отделениях берегового водоприемника или колодца.

При форсированном режиме определяют потери напора в элементах во­дозабора, отметки низших уровней воды в отделениях и высшую отметку оси насоса.

1.3 Расчет водоприемных отверстий

Размеры водоприемных отверстий определяют по средней скорости вте­кания воды в отверстия сороудерживающих решеток, сеток или поры фильтров с учетом требования рыбозащиты. Требуемую площадь водоприемного отверстия одной секции вычисляют по формуле (4):

=, м², (4)

где - расчетный расход одной секции водозабора, м³/с;

- потребная площадь отверстия в свету, м;

- коэффициент, учитывающий уменьшение живого сечения отверстий за счет загрязнений, равный 1,25, т.е. 80% рабочей площади отверстий, обес- печивающие свободный проход воды;

- коэффициент, учитывающий стеснение отверстий решеток или сеток, определяется по формуле (5);

- скорость втекания воды в водоприемные отверстия, м/с, отнесенные к

их сечению в свету:

- без учета требований рыбозащиты, для средних и тяжелых условий за­бора, для русловых затопленных водопроводов = 0,10,3 м/с;

- для береговых =0,20,6 м/с (меньшие значения для тяжелых ус­ловий);

- с учетом требований рыбозащиты:

при воды в реке  0,3 м/с = , м/с

при 0,3 м/с = 0,1 м/с

=, (5)

где - расстояние между стержнями решетки в свету 50 ÷ 100 мм;

- толщина стержней решетки 8 ÷ 20 мм

Если применяется фильтрующий оголовок, то

, (6)

где P – пористость фильтрующего материала: для гравийно-щебеночных фильтров 0,3÷0,5, для пороэластовых 0,25÷0,35.

При V_теч  0,3 м/с на водоприемных отверстиях устанавливают жалюзийные решетки; при V_теч  0,3 м/с применяют затопленные ряжевые фильтрующие оголовки со съемными кассетами с загрузкой из щебня, керамзита, полимерных материалов, а также пороэластовыми керамзитобетонными кассетами.

Целесообразно горизонтальные размеры водоприемных окон (В) принимать с учетом возможности перекрытия их стандартными решетками (рис. 2). [4,8]

Высоту решетки необходимо принимать больше ее ширины (во избежание возможного перекоса решетки) Н/В = 1,21,5.

Потери напора в сороудерживающих решетках: = 0,030,06 м (по опытным данным).

Фактическая скорость втекания определяется по формуле (7):

, м/с, (7)

Если >, то может произойти прижатие молоди рыбы к решетке, что вызовет её гибель, в результате засасывания, поэтому необходима разра­ботка рыбозащитных мероприятий.

Рис. 2. Сороудерживающая решетка