7. Водозабор промышленного предприятия

Для водозабора технической воды промышленного предприятия проектируется типовая конструкция, применяемая при пологих берегах реки или водохранилища, рассчитанная на требуемый расход. Оголовок водозабора выносится в водохранилище, из оголовка вода по самотечным трубам подается к береговому колодцу, совмещенному с насосной станцией первого подъема.

С расчетом перспективы развития предприятия и увеличения выпуска продукции для проектного расхода водозабора применяется коэффициент 1,5.

Требуемый расход водозабора с учетом коэффициента на развитие предприятия:

1,621,5=2,43 м³/с.

Рис. 7.1. Водозабор промышленного предприятия

1 - оголовок; 2 - самотёчные линии; 3 - береговой колодец; 4 -насосная станция.

8. Самотечный водозабор для орошения с плоским затвором с отстойником

Схема компоновки водозабора, совмещенного с отстойником, представлена на рис.8.1.

Рис.8.1.Схема размещения водозабора, совмещенного с отстойником, в плане.

1 – река, 2 – водосбросная плотина, 3 – водоприемник, 4 – отстойник, 5 – канал, 6 – камеры отстойника

Расчетная схема водозабора с плоским затвором приведена нарис.8.2.

Рис.8.2.Расчетная схема водозабора с плоским затвором

В соответствии со СНиП 2.04.02-84* [12] размеры водоприемных отверстий следует определять по средней скорости втекания воды в отверстия (в свету). Допустимые скорости втекания в водоприемные отверстия без учета требований рыбозащиты при средних условиях 0,6 м/с.

Низ водоприемных отверстий должен быть расположен не менее 0,5 м выше дна водотока или водоема, верх – не менее 0,2 м от нижней кромки льда.

При максимальной толщине льда 0,7 м и минимальном уровне УМО=9,5 м, отметка верха водозабора принимается 8,5 м.

Площадь отверстия находится по формуле ω_отв=Q_max/v.

Q_max- максимальный расход водопотребления, берется из п.2.1.2как максимальный расход для периода наиболее интенсивного использования воды на орошение 6 м³/с, v=0,6 м/с -скорость прохождения потока через отверстие.

ω_отв=6,0/0,6=10,0 м²

Ширина отверстия b задается в пределах 2...3 м; берем 2,5 м, полная высота затвора h= 10/2,5=4 м. Так как максимальный расход требуется непродолжительное время, очевидно, что более выгодно устройство двухсекционного водозабора при ширине отверстий 2,5 м и стандартной высоте 2,5 м (Приложение 2, табл.П2.12).

Отметка порога водозабора 8,5-2,5=6,0 м.

Минимальный напор создается при УМО Н=9,5-6,0=3,5 м,

Максимальный напор при ФПУ Н=15,2-6,0=9,2 м.

Для определения необходимой высоты открытия затвора строится график пропускной способности водозабора. Максимальный напор округляется до 10 м, минимальный – до 3 м (так, чтобы вошел весь диапазон проектных напоров, с запасом). Максимальный расход для одной секции берется 6,0/2=3,0 м.

Вычисления для построения графика проводятся в табл. 8.1. График высоты открытия затвора при разных напорах для диапазона Н_minH_max строится на рис.8.3.

h_з=ω_i/b, м.

Таблица 8.1

Расчет высоты открытия затвора водозабора

Н, м	Q,м3/с	ωотв	hз, м
3	1,0	0,21	0,08
	3,0	0,63	0,25
10	1,0	0,12	0,05
	3,0	0,36	0,14

Рис.8.3. График зависимости расхода от высоты открытия затвора при разных напорах

Расчетная схема отстойника приведена на рис.8.4.

Рис.8.4. Расчетная схема отстойника

Объем камеры отстойника в первом приближении принимается W_отст=Q_max/v;

где Q_max - расход максимального водопотребления по одной секции 3,0 м³/с;

v - средняя продольная скорость потока при осаждении взвешенных наносов, принимаемая в пределах 0,20,4 м/с (в расчетах берем 0,2 м/с);

W_отст=3,0/0,2=15,0 м².

Ширина камеры отстойника В_отст зависит от ширины водозабора (подводящего канала), для уменьшения скорости в отстойнике принимается больше в n раз (на практике n =23, принимаем п=3).

В_отст⁼3b, где b –общая ширина секции водозабора, м.

В_отст⁼32,5=7,5 м.

Глубина отстойника h_omcm= W_отст /В_отст= 15,0/7,5=2,0 м.

Одна из важных характеристик отстойника - его проточностъ, время, в течение которого вода в камере будет полностью заменена другой и происходит отстаивание наносов.

Время осаждения наиболее мелкого зерна из осаждающихся наносов при гидравлической крупности частицыω_{част.мин}⁼0,05 м/с определяется по формуле

t=h_отст/ω_{част.мин}=2,0/0,05=40 с.

Длину камеры отстойникаlопределяют по расчетному времени осаждения наносов с заданной наименьшей гидравлической крупностью осаждающихся частицω_{част.мин}

l=vt=0,240=8,0 м.

Если сделать камеры длиной l, то после небольшого времени осаждения объем ее за счет заиления уменьшается и в канал будут поступать наносы с крупностью больше ω_{част.мин}. Поэтому объем камеры обычно делают больше на величину допустимого объема заиления L=kl, где k= 1,21,5. Принимаем в расчетах k=1,2.

L=kl=1,28,0=9,6 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ

В состав участников проектируемого ВХК р.Быстрая – пос.Солнечный входят: промышленность, сельское хозяйство (орошение), охрана природы. Учитывая требования участников ВХК с целью регулирования стока р.Быстрой для покрытия дефицитов водопотребления в период межени планируется устройство водохранилища в створе пос.Солнечный. Также планируется использовать водохранилище для удержания паводкового стока с целью предотвращения затопления территорий в нижнем бьефе.

Учитывая перспективы экономического развития района, в проекте водохозяйственного использования учтен дополнительный объем водохранилища.