Тип і принципова схема споруди

Визначення водоспоживання об єкта.

Розрахункова витрата води для водоспоживання об єкта:

Q_розр.= Q*К₁*К₂*К₃;

З урахуванням перспективи:

Q_персп.=Q_розр.*К_4.;

К₁ –коефіцієнт, який враховує збільшення водоспоживання за рахунок інших споживачів району: К₁=1,2.

К₂ –коефіцієнт, що враховує витрату води на власні потреби, які включають промивку самоплинних ліній, сіток фільтрів і т.д.; К₂=1,1.

К₃ –коефіцієнт добової нерівномірності водоспоживання; К₃=1,3.

К₄ –коефіцієнт, який враховує збільшення водоспоживання об єктом на перспективу на період до 15-20 років; К₄=1,25.

Q_розр.=61600*1,2*1,1*1,3= 105705,6 м³/доб.=1,2234 м³/с

Q_персп=105705,6*1,25= 132132 м³/доб.= 1,5293 м³/с

Вибір джерела водопостачання.

У цьому розділі у відповідності до витратного режиму річки ми повинні встановити, чи зможе річка з точки зору достатності витрати і якості джерела, для покриття розрахункової витрати Q_розр. з урахуванням гарнтованого санітарної витрати нижче проектуємого водозабора. Не менше 1/3 витрати річки Q_розр.повинно протікати по руслу після відбору води водозабором.

В якості мінімальних витрат річки приймається самі малі з середніх середньомісячних витрат за багаторічний період спостережень (Q=95%) з наступним коефіцієнтом: К_сан.0,35 –при середньомісячній витраті 20 м³/с.

Q_{розр. сан.}=Q_р-Q_розр.> К_сан.*Q_95%

Q_{розр. персп.}=Q_р-Q_персп_. > К_сан.*Q_95%

Q_{розр. сан.}=20-1,2234>0.35*20

18,7766>7

Q_{розр. персп.}=20-1,5293>0,35*20

18,4707>7

Розрахункові витрати, м³/с	Значення витрати
Q_розр. водозабора Q_персп. водозабора Q_95% Q_{сан. розр. річки} Q_{сан. персп. річки}	1,2234 1,5293 20,0 18,7766 18,4707

З розрахунків видно, що ми можемо забирати потрібну кількість води без додаткових заходів по створенню запасів води, тобто безплотинним водозабором.

Тип і принципова схема споруди.

Рівневий режим в створі водозабора записуємо у вигляді таблиці.

№ п/п	Категорія	Відсотки	Витрати	Рівні/глибини, м
Зимові	Весняні	Літні
1.	І				-	88,7/
2.	І
3.	І
4.	І				92,8/

Амплітуду коливань визначаємо по різниці рівнів розрахункових забезпеченостей у весняний і літній час:

А=Н_мах.р-Н_min_._p=92,8-88,7=4,1 м

Після чого виходячі з топогедезичних гідрологічних умов, розрахункової витрати водозабора, приймаємо русловий водозабір розподільного типу. З урахуванням середніх умов забору води з джерела І категорії за СНиП 2.04.02-84 приймаємо схему водозабора “а” – в одному створі, при секціонуванні водозабора.

Глибина підземної частини берегового типу водоприймального колодязя визначається:

Н= А+h₁+h₂

h₁= 1-1,5 м – запас під рівнем грунтових вод;

h₂- запас під мінімальним розрахунковим рівнем води в водоймі;

h₂=h_гідр+h_констр;

h_гідр- гідравлічні втрати напору від водойми до приймальної камери;

h_констр- мінімальна глибина води в приймальній камері;

Для визначення гідравлічних втрат напору необхідно визначити діаметри водоводів:

Швидкість руху води в водоводах V=0,7-1,5 м/с.

м²

d=700 мм.

Тоді h_гідр.=il=(1.8/1000)*100=0,18 м.

З урахуванням цього:

Н=5,2+1+2,6=8,8 м.

Діаметр вхідного перетину D_вх=1,25*d=1,25*700=875 мм.

Довжина конічної частини воронки приймається:

L_вор.=3,5(D_вх.-d)=3,5(875-700)=612 мм.

Рівень води в приймальній камері 88,52, глибина 3,02 м.

Рівень води в усмоктувальній камері 88,42, глибина 2,92 м.

Ураховуючи, що оголовок збільшує швидкість потока у зоні його знаходження, треба перевірити неразмивність русла у місці установки оголовка по формулі:

де d –середній діаметр відложений на дні, м;

d₁₀ –найбільший діаметр відложений на дні зміщенний у суміші в кількості не більш 10%, м;

-величина коламутності, кг/м³;

Н –глибина потоку, м.

=1,65*11,384*1,1015*0,0370*15,833=1,2 м/с.

Необхідно зазначити західи по захисту русла від розмиву, по закріпленню дільниці знаходження оголовка; перевірити швидкість:

Сміттєутримуючиє, водоочисні пристрої водоприймальних споруд.

Розміри та площини водоприймальних отворів колодязя слід визначати при одночасній роботі усіх секцій по середній швидкості витікання води у отвори сміттєутримуючих грат та сіток, з урахуванням потреб рибозахисту, за формулою:

де: -площина отвору однієї секції водоприймача, м²;

Q_р.с. –розрахункова витрата в однієї секції, м³/с;

V –допустима швидкість втікання води у водоприймальні отвори, віднесена до їх перетину в світі, приймаєма рівною 0,2-0,6 м/с;

К –коефіцієнт, враховуючий стиснення отворів стрижнями грат, приймається рівним К=(а+с)/а; а –відстань між стрижнями в світі, см; с –товщина (діаметр) стрижней, см; 1,25 –коефіцієнт, враховуючий засмічення отворів.

(для грат)

м²

Приймаємо 4 вікна розміром 1000*1250 мм, f=1,08 м².

(для сіток)

м²

Приймаємо 2 плоскі сітки розміром 1250*2000 мм.

Статичні розрахунки.

Водоприймально –сітчатий колодязь перевіряється на вспливання. Для розрахункового випадку викреслюється відповідна розрахункова схема, на котру наносять відмітки землі, води та розміри конструкцій.

1.Будівельний період.

Для будівельного періода водоприємний колодязь перевіряють на вспливання, оскількі після занурення оболонкі колодязя до проектної відміткі пристроя бетонної подушки і припинення водопониження під дією завислих сил води колодязь може вспливати.

Нерухомість колодязя буде забеспечена за таких умов:

де К₁, К₂, К₃ –коефіцієнт перевантаження;

g –прискорення вільного падіння, м/с²;

М_ст –маса стакана опускного колодязя, т:

D_н, D_вн, -зовнішній і внутрішній діаметр колодязя, м;

Н_ст –висота опускного колодязя, м;

-щільність бетону, т/м³; =2,4;

М_п –маса плити днища, т:

;

-товщина плити;

Т_ст –сила тертя, кН:

Т_ст=f₀*U_н(Н_к-1,5);

f₀ –питома сила тертя грунту в залежності від глубини занурення колодязя, кН/м²;

U_н –зовнішній периметр колодязя;

Н_к –глубина занурення колодязя від рівня землі до основи ножа, м;

_в-щільність води;

Н_гв10%-висота грунтових вод в період будівництва від подошви колодязя до РГВ;

F_к –площа колодязя по зовнішній кромці ножа, м²;

Н_10%=15,6 м; К₁=1,05; К₃=1;

Н_3%=16,7 м; К₂=1,2;

D_вн.=6 м; g=9,8 м/с²;

D_зовн.=8 м; Грунт –пескі гравелисті;

_дн.=1 м;

Т_ст.=33*221,056*(8,8-1,5)=53252,3904 кН.

2.Експлуатаційний період.

Для експлуатаційного періоду при перевірці водоприймального колодязя на вспливання, окрім маси стіни, днища і завислої дії, враховують масу перекритя і інших будівельних конструкцій, включно підземну частину.

Стійкість колодязя буде забезпечена при наступних умовах:

де М_пер. –маса перекриття, т, приймається рівній 0,2 маси підземній частини;

М_к –маса інших будівельних конструкцій, т, може бути прийнята рівною 0,5 маси підземній частини.

Зони санітарної охорони.

Зона санітарної охорони поверхнвого джерела водопостачання являє собою спеціально виділену теріторію, охоплюючий використовуєму водойму і частково басейн його живлення. На цієї таріторії встановлюють режим, забеспечуючий надійний захист джерела водопостачання від забруднення і збереження потрібних санітарних якостей води.

Зона санітарної охорони для джерел водопостачання поверхнь повинна складати з першого і другого поясів, а для водозабірних споруд –тільки з прешого поясу.

Перший пояс охоплює частину використовуємої водойми у місті забору води з нього і теріторію знаходження водозабірних споруд. Теріторія першого поясу огороджується парканом, озеленяється і ізолюється. На ній забороняється усі види будівництва, випуск стоків, купання, водопій і випас скотини, рибна ловля. Вертикальна планування такой теріторії виконується з урахуванням відводу поверхневого стока за його межу.

Границі першого поясу зони санітарної охорони річці встанавлюють в залежності від місцевих санітарно –топографічних і гідрологічних умов, але в усіх випадках вона повинна бути слідуючою:

-верх по течії –не меньш 200 м від водозабора;

-вниз по течії –не менш 100 м від водозабора;

-по прилеглому к водозаборному берегу –не меньш 100 м від лінії урізу води при найвищому її рівні; у напрямку від прилеглого к водозабору березі у напрямку водойми при ширині річці або каналу не меньш 100 м –уся акваторія і протилежний берег шириной 50 м від лінії урізу води при найвищому її рівні; при ширині каналу більш 100 м –полоса акваторії не меньш 100 м.

Другий пояс санітарної охорони включає джерело водопостачання і басейн його живлення. Теріторія другого поясу визначається в основному в залежності від відповідних водорозділов.

Границі другого поясу річці, встановлюють з урахуванням джерел забруднення водойми стійкими хімічними речовинами; вверх по течії –виходячи з пробігу води від меж поясу до водозабора при витраті води 95% забеспечуваності в строк від 3 до 5 діб; вниз по течії –не меньш 250 м; бокові границі –по водорозділу.

Рибозахистні пристрої.

У даному пректі використвується рибозахистні пристрої двух груп: механічні і гідравлічні.

До механічним рибозахистним пристроям відносяться механічні перешкоди для затримання риби на шляху її руху у вигляді сітчатих полотен, жалюзі для фільтрів, а також прозтіші механічні загородження (грати, фільтри), фільтруюючі водозабори, сітчати загородження –плоскі сітки з рибовідводами.

Гідравлічні рибозагороджувачі –це стрмонаправляючі пристрої, за допомогою яких в водотоках створюються гідравлічні умови для напрямку руху риби у гідротехнічих спорудах, а також жалюзі і відбійні козирькі.

Крім цього існують ще фізіологічні рибозагороджувачи, котрі являють собою системи, що служать для затримання риби образуючим у воді електричних, світлових і звукових полів, завіс з повітряних бульбашок. Ці загородження основани на відлякуванні риби від водозабірної споруди шляхом неприємних відчуттів, котрі викликають у неї різні подразники.