7. Водозабор промышленного предприятия

Для водозабора технической воды промышленного предприятия проектируется типовая конструкция водозабора, 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:

0,171,5=0,255 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 нар.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 0,85 м и минимальном уровне УМО 8,6 м, отметка верха водозабора принимается 7,5 м.

Площадь отверстия находится по формуле ω_отв=Q_max/v.

Q_max- максимальный расход водопотребления, берется из п.2.1.2 как 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=2,78/0,6=4,63 м².

Ширина отверстия b задается в пределах 2...3 м; берем 2,0 м, полная высота затвора h= 4,63/2,0=2,32 м. Так как максимальный расход требуется непродолжительное время, очевидно, что более выгодно устройство двухсекционного водозабора при ширине отверстий 2,0 м и стандартной высоте 2,0 м (Приложение 2 ,табл.П2.12).

Отметка порога водозабора 7,5-2,0=5,5 м.

Минимальный напор создается при УМО Н=8,6-5,5=3,1 м,

Максимальный напор при ФПУ Н=13,5-5,5=8,0 м.

Для определения необходимой высоты открытия затвора строится график пропускной способности водозабора. Максимальный напор округляется до 10 м, минимальный – 3 в меньшую сторону, чтобы вошел весь диапазон напоров м. Максимальный расход для одной секции берется 2,78/2=1,39 м.

Вычисления для построения графика проводятся в таблице.

h_з=ω_i/b, м.

Н, м	Q,м3/с	ωотв	hз, м
3	1,0	0,22	0,11
	1,39	0,30	0,15
10	1,0	0,12	0,06
	1,39	0,17	0,09

Рис.7.3.График зависимости расхода от высоты открытия затвора при разных напорах

Расчетная схема отстойника приведена на рис.7.4.

Рис.7.4. 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=1,39/0,2=6,95 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2,0=6,0 м.

Глубина (высота) отстойника h_omcm= W_отст /В_отст= 6,95/6,0=1,2 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 наносов при гидравлической крупности частицы

ω_{част.макс}⁼0,05 м/с .

t=h_отст/ω_{част.макс}=1,2/0,05=24 с.

Длину камеры отстойника определяют по расчетному наиболее мелкому зерну наносов ω_{част.макс}

l_max=vt=0,224=4,8 м.

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

L=kl_max-1,24,8=5,8 м.