Речные водоприемники руслового типа

Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

Книги по строительству и ремонту

Водоснабжение

Быт. Хозяйство. Строительство.Техника

§ 59. Речные водоприемники руслового типа

а. Принципиальная схема устройства

Водоприемники руслового типа чаще всего применяют приотносительно пологом береге. В этих условиях требуемые для забора водыглубины в реке находятся на относительно большом расстоянии от берега. Крометого, при пологом береге сезонные колебания уровня воды в реке вызываютзначительное перемещение уреза воды (т. е. затопление берега). А посколькунасосная станция, как правило, должна быть расположена вне зоны затопления,длина труб от точки приема воды до насосной станции получается обычно весьмабольшой. Устройство длинных всасывающих линий экономически нецелесообразно ине обеспечивает надежной эксплуатации водоприемника. В связи с этим вводоприемниках руслового типа всасывающие линии заменены (на большой части ихдлины) самотечными, по которым осуществляется своеобразный глубокий ввод водыв берег с подводом ее возможна ближе к насосной станции.

На IV.12 показана принципиальная схема русловоговодоприемника. Здесь непосредственный прием воды из реки производится черезоголовок /, конструктивное оформление которого зависит от количествазабираемой воды, глубины реки, ее ледовых условий, характера грунта и т. д.От оголовка вода по самотечным линиям 2 подводится к береговому колодцу 3.Его конструкция и оборудование несколько отличаются от обычного водоприемникаберегового типа, поскольку вода из источника поступает в него не черезвходные окна, а по самотечным трубам. Так же как и водоприемник берегового типабереговой колодец обычно состоит из приемного и всасывающего отделений иснабжен сетками для грубой механической очистки воды. Береговой колодец можетбыть устроен раздельным или совмещен с насосной станцией 4.

При определенных условиях (профиль берега, амплитудаколебаний уровня воды) устраивают комбинированный водоприемник (IV.13), гдезабор воды при высоком стоянии уровня производится через входные окна впередней стенке берегового колодца, как и з обычном водоприемнике береговоготипа.

При значительных колебаниях уровня воды водоприемникируслового типа иногда устраивают с двумя ярусами самотечных труб длявозможности приема воды с наименьшим количеством взвеси.

В некоторых случаях в целях уменьшения глубины укладкисамотечных линий их заменяют сифонными линиями.

б. Оголовки

Все типы приемных оголовков можно разделить на три группы:постоянно затопленные, затопляемые высокими водами и незатопляемые.

Несмотря на то что обслуживание затопленных оголовковсвязано с определенными трудностями и неудобствами (их недоступность впаводки), они имеют в практике наиболее широкое распространение, так какзначительно дешевле незатопляемых оголовков. Постоянно затопленные оголовкиимеют то преимущество, что не подвергаются воздействию ледовых нагрузок.

Затопленные оголовки можно разделить на два типа. Оголовкипервого типа служат лишь для укрепления и защиты от повреждения приемныхконцов самотечных линий, забирающих воду непосредственно из реки; оголовкивторого типа образуют приемную камеру, куда поступает речная вода и к которойприсоединяются приемные концы самотечных линий.

На судоходных и лесосплавных реках над оголовком долженбыть установлен? освещаемый ночью сигнальный знак типа, применяемого управлениемречного транспорта.

На рис- IV. 14 показано устройство простейшегозатопленного оголовка первого типа, закрепляющего приемный конец самотечнойлинии (имеющий’ форму раструба) на сваях. Раструб снабжен съемной решеткой,аналогичной по назначению и величине просветов решетке во входных окнахводоприемника берегового типа. В данном случае вся самотечная линиярасполагается над дном реки на свайных опорах.

При прокладке самотечной линии по дну или под дном линия вместе приема воды должна заканчиваться вертикальным или наклонным отростком сраструбом.

Для защиты раструба от повреждения льдом или плавникомиспользуют кусты свай, располагаемые выше по течению реки, или ограждающиесвайные стенки. Более надежная защита концов самотечных труб и обеспечениенаилучших условий приема воды достигаются при устройстве приемных оголовковспециальной конструкции.

По материалу оголовки бывают деревянными (свайными илиряжевыми), бетонными и железобетонными.

Ряжевые оголовки в течение долгого времени имели широкоеприменение в практике водоснабжения, а иногда применяются и теперь.

В последнее время ряжевые оголовки вытесняются болеесовершенными типами оголовков — бетонными и железобетонными. Бетонныеоголовки, обладающие относительно большей массивностью, чем ряжевые, и болееобтекаемой формой, применяют обычно при значительных количествах забираемойводы.

На IV. 17 показан железобетонный оголовок с двустороннимприемом воды производительностью 1 м3/с (размеры в скобках даны для оголовкапри глубине воды в реке 3,5 м). Вода поступает в оголовок через окна вбоковых стенках и отводится по двум самотечным трубам, примыкающим к торцовымстенкам двух водоприемных камер, разделенных диагональной перегородкой.

По такому же принципу устраиваются и новые ряжевыеоголовки.

Незатопляемые оголовки более   удобны для эксплуатации иобеспечивают наибольшую    надежность    бесперебойной   подачи  воды,  нопредставляют  собой  весьма  дорогостоящие   устройства.  

Своеобразной разновидностью их является оголовокнезатопляемого типа, совмещенный с насосной станцией. В этом случае из схемыводоприемника руслового типа выпадают береговой колодец и самотечные линии.Вода от оголовка, совмещенного с насосной станцией, подается на берегнапорными трубами, укладываемыми    по   дну    реки,

мосту или эстакаде, В оголовке в этом случае должны бытьустановлены сетки для процеживания воды.

в. Самотечные и сифонные линии

В целях обеспечения бесперебойной подачи воды все основныеэлементы водоприемных сооружений, как правило, дублируются. Поэтому числосамотечных линий, соединяющих оголовок с береговым колодцем (как и число ихсекций), должно быть не менее двух.

Диаметр труб самотечных линий определяется в зависимости огзаданного расхода и принятого значения расчетной скорости.

При работе насосов уровень воды в приемном отделенииберегового колодца опускается ниже уровня воды в реке на высоту, равнуюпотерям напора, обусловленным гидравлическими сопротивлениями при движенииводы по самотечным линиям. Потери напора зависят от скорости

движения воды по самотечным линиям. Во избежание больших потерьнапора, а следовательно, и излишне большого заглубления берегового колодцаскорость движения по самотечным линиям не должна быть большой. Вместе с темона не должна быть настолько малой, чтобы обусловливать обильное выпадениевзвеси в трубах.

Действующие строительные нормы рекомендуют принимать длясамотечных линий водоприемников руслового типа расчетную скорость движенияводы при нормальной работе сооружения (при отборе заданного расчетногорасхода и включении всех линий) в пределах о г 0,7 до 1,5 м/с. Большиезначения следует принимать для больших расчетных расходов, при большемсодержании взвеси и при относительно малой длине линий.

Самотечные линии должны быть проверены на незаиляемостьпри принятой скорости движения воды, принятом диаметре труб и характеристикахвзвеси,    содержащейся в воде,    забираемой из   источника.

Самотечные линии следует по возможности укладывать безкаких-либо поворотов в плане или в вертикальной плоскости. Они могутрасполагаться горизонтально, а также с прямым   или обратным уклоном.

Для самотечных линий используют обычно стальные илижелезобетонные трубы. В пределах русла реки трубы укладывают в специальноустроенную траншею (ниже дна реки). На участке примыкания к оголовку трубыдолжны быть уложены на достаточно прочное основание.

Укладка труб самотечной линии на всей длине по дну реки и об-сыпкяих приводят к образованию донной полузапруды, вызывающей местное увеличениескоростей движения воды и создающей опасность подмыва основания оголовка. Принеобходимости прокладки труб по дну требуется особо тщательное устройствооснования под ними и укрепление самих труб.

Несмотря на попытки создать режим работы самотечных труб,при котором исключалось бы их заиление, полностью предотвратить осаждениевзвесей в этих трубах обычно не удается. В результате трубы постепенно заиляютсяи требуют периодической очистки. Наиболее часто применяемым способом очисткисамотечных труб является промывка их обратным током воды.

Устройство переключений между водоводами, позволяющееосуществлять промывку, схематически показано на IV.19. Вода для промывкиподается по обводной трубе (пунктирная линия), соединяющей напорный водовод ссамотечной линией. При этом задвижки а и б закрываются, а в и г открываются.

Для достижения требуемого эффекта промывки необходимосоздать в самотечной линии такие скорости, которые обеспечивали бывзмучивание отложившегося на дне труб осадка и его вынос. «Взмучивающая»скорость зависит от средневзвешенного диаметра осевших частиц d и внутреннегодиаметра труб промываемой линии D.

Большие значения А обеспечивают более высокий эффектпромывки, но требуют большего расхода промывной воды. Для создания требуемойскорости промывки обычно приходится подавать в самотечную линию расходы,значительно превосходящие ее нормальную производительность. Это можнообеспечить работой нескольких насосов на одну линию или обратным пуском водыиз напорного водовода, если бак, в который   подается   вода,   расположендостаточно   высоко.

Сифонные линии (устраиваемые иногда вместо самотечных)позволяют снизить глубину заложения труб, что особенно важно при прокладке ихв сильно водоносных грунтах или в твердых породах. Сифонные линии укладываютс подъемом в сторону берегового колодца. Б верхней, переломной точке сифоннойтрубы (в колодце) должна быть предусмотрена возможность выпуска воздуха какдля зарядки сифона, так и в процессе эксплуатации Для этого здесь помещаютвакуум-котел и к нему присоединяют трубу от вакуум-насоса, установленного нанасосной станции.

г. Береговые колодцы

Береговые колодцы, как и обычные водоприемники береговоготипа, устраивают раздельными или сормещают с насосными станциями (последнее —чаще).

На IV.20 показан береговой колодец, совмещенный с насоснойстанцией первого подъема. Две самотечные линии подводят воду к центральномуприемному отделению с вращающимися сетками. Пройдя через эти сетки, водапоступает во всасывающее отделение, из которой забирается насосами.

На IV.21 показана одна из новых оригинальных конструкцийводоприемника руслового типа для приема воды в условиях значительных сезонныхколебаний уровня воды в реке. Из затопленного железобетонного оголовка водапоступает в береговой колодец, совмещенный с насосной станцией, оборудованнойвертикальными насосами. Для промывки самотечных линий предусмотрен новыйметод «импульсной промывки».

В заключение следует указать, что иногда в схему узлаводоприемных сооружений (обычно руслового типа) включают отстойники в видевыкопанных в земле бассейнов. Схема компоновки такого узла сооруженийпоказана на IV.22. От оголовка / вода поступает по самотечным линиям 2 кбереговому колодцу 3, совмещенному с насосной станцией. От самотечных линийустроены ответвления к отстойникам 4. В смотровых колодцах 5 расположенызадвижки, позволяющие осуществлять переключения и в период повышенноймутности воды в реке направлять ее сначала в отстойники и лишь после ееосветления — к береговому колодцу. Насосная станция подает воду в напорныеводоводы 6.