Основные понятия о сооружениях для забора поверхностных вод

2020-06-032021-03-09zzyxelСтудИзба

ЛЕКЦИЯ № 2

ТЕМА: «СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРИЕМА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ»

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Основные понятия о сооружениях для забора поверхностных вод

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ, КАТЕГОРИИ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ВОДОЗАБОРАМ

1.1.1. Классификация водозаборов

1.1.2. Категории водозаборов

1.1.3. Требования, предъявляемые к водозаборам

1.2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ВОДОЗАБОРОВ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.2.1. Основные принципы применения водозаборов

1.2.2. Основные типы или схемы водозаборов из поверхностных источников

1.2.3. Водоприемники с вихревыми камерами

1.2.4. Щелевые водоприемники

1.2.5. Водоприемники веерного, раструбного и бункерного типов

1.2.6. Фильтрующие водоприемники

1.2.7. Комбинированные водоприемники

1.2.8. Промывка водоприемников

5. Рыбозащитные, сороудерживающие устройства водозаборов

5.1. РЫБОЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА

5.1.1. Условия выбора рыбозащитных устройств (РЗУ)

5.1.2. Конструкции рыбозащитных устройств

5.1.3. Мероприятия по рыбоотведению

5.2. СОРОУДЕРЖИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ВОДОЗАБОРОВ

5.2.1. Конструкции сороудерживающих устройств

5.2.2. Промывка водоприемников

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ВОДОПРИЕМНИКОВ

6.1. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ВОДОПРИЕМНИКОВ

6.2. РАСЧЕТЫ ВОДОПРИЕМНИКОВ

6.2.1. Определение площади водоприемных отверстий

6.2.2. Расчет диаметров водоводов

6.2.3. Определение потерь напора

6.2.4. Расчет наивысшей допустимой отметки оси насоса

6.3. РАСЧЕТ ВОДОПРИЕМНЫХ КОВШЕЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Введение

Водоприемное устройство (водоприемник) является одним из основных и наиболее ответственных элементов водозаборного сооружения.

Выбор места расположения, типа и конструктивной схемы водоприемника в каждом конкретном случае должен определяться в первую очередь местными условиями источника.

Для решения этих вопросов в лекции приведены классификация, категории надежности забора воды и требования, предъявляемые к водозаборным сооружениям. Даны рекомендации по выбору места расположения, типов, конструктивных схем водозаборных сооружений на реках и водоемах, изложен комплекс мероприятий, связанных с организацией рыбозащиты и очистки забираемой в водозаборное сооружение воды от мусора.

В лекции отражен современный научно-технический уровень использования поверхностных вод для целей водоснабжения. В ней учтены разработанные в последние годы методы оценки природных условий поверхностных источников, наиболее прогрессивные конструкции водозаборных сооружений, а также опыт проектирования и эксплуатации водоприемников на водотоках и водоемах.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О СооруженияХ для забора поверхностных вод

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ, КАТЕГОРИИ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ВОДОЗАБОРАМ

1.1.1. Классификация водозаборов

Водозаборы из поверхностных источников различают:

по виду водоисточника - из водотоков (рек и каналов), из водоемов (озер, водохранилищ и водохранилищ-охладителей, морей);

по назначению - хозяйственно-питьевые, промышленные, ирригационные, теплоэнергетические и др.

по месту расположения водоприемника - береговые, русловые, выносные (на водоемах);

по компоновке его основных элементов - совмещенные (компонуются в одном сооружении) и раздельные (комплекс сооружений);

по типу или схеме водозабора - с водоприемниками, вынесенными в водоисточник (криб), с водопремным ковшом (ковшовые), с подводящим каналом, фильтрующие, инфильтрационные, комбинированные и др.;

по способу приема воды в водоприемник - с верхним, боковым, нижним, лобовым приемом воды;

по условиям приема воды в водоприемник - поверхностный, глубинный или селективный (послойный) и донный;

по положению водоприемника - незатопленный, временно затопляемый и затопленный;

по материалу, из которого изготовляются, водоприемники - железобетонные, бетонные, металлические, деревянные и др.;

по конструктивным особенностям водоприемника - с вихревой камерой, щелевые, ряжевые, раструбные, трубчатые, зонтичные и др.;

по степени воздействия на природные условия водоисточника - активные и пассивные;

по характеру подвижности - стационарные, плавучие и фуникулерные;

по сроку эксплуатации - постоянные и временные.

по категории обеспеченности подачи воды - I, II, III.

1.1.2. Категории водозаборов

Водозаборы по обеспеченности подачи воды подразделяют на три категории (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Категория водозаборов	Режим подачи воды
I	Допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды не более 30 % и на производственные нужды до предела, устанавливаемого аварийным графиком; длительность снижения подачи не свыше трех сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов, но не более чем на 10 мин.
II	Снижение подачи воды допускается в тех же пределах, что и при I категории; длительность снижения подачи не свыше 15 сут. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается на время выключения поврежденных и включения резервных элементов или проведения ремонта, но не более чем на 6 ч
III	Допускается снижение подачи воды в тех же пределах, что и при I категории; длительность снижения подачи не свыше 15 сут. Перерыв или снижение подачи ниже указанного предела допускается на время проведения ремонта, но не более чем на 24 ч.

Класс сооружений, устанавливаемый в зависимости от категории обеспеченности подачи воды, можно определить по табл. 1.2.

Таблица 1.2

Категория водозабора	Класс сооружений, входящих в комплекс водозабора
основные	второстепенные
I	I	II
II	II	III
III	III	IV

Примечание. К основным следует относить сооружения, при частичном разрушении которых водозабор не обеспечит расчетную подачу воды потребителям (водоприемные устройства, самотечные и сифонные водоводы, насосные станции); к второстепенным - сооружения, частичное разрушение которых не приведет к снижению подачи воды потребителям (запасные водоприемные устройства, ограждающие элементы водоприемных ковшей, берегоукрепление и др.).

Класс водоподъемных и водохранилищных плотин, входящих в состав водозаборного гидроузла, следует принимать в соответствии со СНиП 1.02.07-87:

для водозаборов I категории - II класс;

для водозаборов II категории - III класс;

для водозаборов III категории - IV класс.

Для сооружений принимаются соответствующие коэффициенты надежности, учитываемые в расчетах прочности, устойчивости и т. п. в зависимости от класса.

Сооружения, входящие в комплекс водозабора, должны включаться в проект в зависимости от производительности, категории обеспеченности подачи воды, гидрологической характеристики водоисточника с учетом максимальных и минимальных уровней воды (табл. 1.3), а также требований органов санитарно-эпидемиологической службы по регулированию использования и охраны вод, охраны рыбных запасов и водного транспорта;

Таблица 1.3

Категория водозаборов	Обеспеченность расчетных уровней воды в поверхностных источниках, %
максимальных	минимальных
I	1	97
II	2	95
III	3	90

Схема водозабора и тип водоприемных устройств принимаются по табл. 1.4 в зависимости от требуемой категории обеспеченности подачи воды и сложности природных условий ее забора.

Таблица 1.4

Тип водоприемных устройств	Категория водозаборных сооружений при природных условиях забора воды
легких	средних	тяжелых
Схема водозабора
а	б	в	а	б	в	а	б	в
1. Береговые незатопляемые водоприемники с водоприемными отверстиями, всегда доступными для обслуживания с необходимыми ограждающими и вспомогательными сооружениями и устройствами	I	-	-	I	-	-	II	I	I
2. Затопленные водоприемники всех типов, удаленные от берега, практически недоступные в отдельные периоды года	I	-	-	II	I	-	III	II	I
3. Нестационарные водоприемные устройства типа:
- плавучего	II	I	-	III	III	II	-	-	-
- фуникулерного	III	II	-	-	-	-	-	-	-

Примечания: 1. Таблица составлена для водозаборов, устраиваемых по трем схемам: схема «а» - в одном створе; схема «б» - то же, но при нескольких водоприемниках, снабженных средствами борьбы с шугой, наносами и другими затруднениями забору воды; схема «в» - в двух створах, удаленных на расстояние, исключающее возможность одновременного перерыва забора воды.

2. В водозаборных сооружениях I и II категории следует предусматривать секционирование водоприемной части.

Повышение категории водозабора с затопленными водоприемниками на единицу допускается в случаях:

размещения водоприемников в затопляемом, самопромывающемся водоприемном ковше;

изыскания мероприятий, исключающих проникновение течений, выходящих из прибойной зоны водоема к месту расположения водоприемных устройств;

подвода к водоприемным отверстиям теплой воды в количестве не менее 20 % забираемого расхода и применения специальных наносозащитных устройств;

обеспечения надежной системы обратной промывки сороудерживающих решеток, рыбозаградительных устройств водоприемников и самотечных водоводов.

Выбор схемы и компоновки водозаборного сооружения в тяжелых и очень тяжелых местных условиях следует принимать на основе лабораторных и натурных исследований.

Использование пассивных водозаборных сооружений или таких компоновок и конструктивных элементов, которые не нарушают или сводят до минимума нарушение бытового режима водоисточника, в ряде случаев позволяет в тяжелых и даже очень тяжелых условиях забора воды обеспечить их высокую категорию. Так при интенсивной, переработке берегов, прибрежных склонов и вдольбереговых наносов вынос насосной станции за пределы ожидаемой переработки (без устройства берегозащиты) и размещение водоприемников вне зоны действия сосредоточенных течений, выходящих из прибойных зон, позволяют обеспечить водозабор I категории.

В свою очередь использование активных водозаборных сооружений или таких компоновок и конструктивных элементов (ковшей, порогов, шпор, дамб, открылков и др.), которые позволяют улучшить местные условия забора воды (более ранний ледостав, отброс от места водоотбора в водоисточник масс воды с повышенным содержанием наносов, сора, шугольда и др.), дает возможность повысить их категорию.

1.1.3. Требования, предъявляемые к водозаборам

Конструкция водозабора должна:

обеспечивать забор из водоисточника расчетного расхода воды и подачу его потребителю;

защищать систему водоснабжения от попадания в нее сора, планктона, наносов, ракушки, шугольда и пр.;

обеспечивать защиту молоди рыб от гибели и травмирования, пропуск проходных рыб к нерестилищам на водоисточниках рыбохозяйственного назначения;

быть прочной, устойчивой и долговечной.

Водоприемные устройства водозабора должны сохранять работоспособность в условиях возникновения возможных осложнений, вызванных:

снижением глубин или расходов воды в водоисточнике;

образованием в потоке внутриводного льда и шуги, шугозаполнением русла, а также транспортированием потоком наносов, сора, карчей, топляков и т. п.;

судоходством, лесосплавом, регулированием стока на ГЭС;

отбором воды для других целей;

Бесплатная лекция: "14 Системы возбуждения тяговых генераторов. Требования к характеристикам генераторов" также доступна.

захватом загрязнений водоема;

переформированием русла или побережья водоема;

волнением, вдольбереговыми перемещениями наносов, нагоном сора и льда;

развитием ракушки, планктона, захватом водорослей;

развитием или деградацией границы вечномерзлых грунтов, наледеобразованием, заторами, торошением и навалами льда.

Входящие в комплекс сооружений водозабора насосные станции должны удовлетворять требованиям разд. 7 СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

Поделитесь ссылкой: