Методические указания
Скачати 0.5 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯК КУРСОВОМУ ПРОЕКТУВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ по курсу Водоснабжение (для студентов 4-5 курсов дневной и заочной форм обучения, экстернов и иностранных студентов специальности 7.092601 Водоснабжение и водоотведение) Харьков – ХНАГХ – 2005 Методические указания к курсовому проекту Водоприемные сооружения по курсу Водоснабжение (для студентов 4-5 курсов дневной и заочной форм обучения, экстернов и иностранных студентов специальности 7.092601 Водоснабжение и водоотведение) - Сост.: Г.И. Благодарная. – Харьков: ХНАГХ, 2005. - 43 с. Составитель: Г.И. Благодарная Рецензент: докт. техн. наук, проф. С.С. Душкин Рекомендовано кафедрой водоснабжения, водоотведения и очистки вод, протокол №1 от 29.08.05 г. ВВЕДЕНИЕ Курсовой проект на тему Водоприемные сооружения выполняется в соответствии с учебным планом. В ходе выполнения курсового проекта студент применяет все полученные знания как по специальному курсу Водоснабжение, так и по основным техническим и строительным дисциплинам: гидравлике, гидрологии и гидротехническим сооружениям, строительным и железобетонным конструкциям, основаниям и фундаментам, технологии строительного производства. При работе над курсовым проектом студент пользуется соответствующими нормами и техническими условиями и ГОСТами, а также справочниками и пособиями, рекомендованными в настоящих методических указаниях. Выполнение курсового проекта имеет целью научить студентов проектированию водоприемных сооружений, привить им навыки в выборе типа и конструкции водозабора с производством необходимых технологических расчетов и конструктивного оформления. Изложенные методики могут быть использованы также в дипломном проектировании. ^ ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ При разработке курсового проекта по водоприемным сооружениям следует проектировать наиболее прогрессивные типы водоприемных сооружений. Расчетная часть проекта составляется на основе существующих норм и технических условий проектирования водоприемных сооружений. В методических указаниях приведены основные данные по проектированию, даны примеры расчета различных водоприемных сооружений, их технологические и конструктивные решения (приложение 2). В задании по составлению проекта водозаборных сооружений входят следующие задачи: выбор типа и места расположения (площадки) водозабора; обоснование и выбор схемы и конструкции водозаборных сооружений; выполнение гидравлических расчетов основных элементов водозаборных сооружений и их отдельных элементов; определение количества рабочих и резервных водоприемников и их элементов; конструирование водозаборного сооружения; выбор и компоновка связывающих водозаборное сооружение коммуникаций; установление необходимых для надежной эксплуатации водозабора устройств и приспособлений; установление границ санитарной охраны для источника водоснабжения и для водозаборного сооружения. Привести описание зоны санитарной охраны водозаборных сооружений. ^ ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ Проектирование водоприемных сооружений 1. Основной потребитель воды - . 2. Геологическое строение берега - . 3. Суточное водопотребление - м3. 4. Отметки: а) дна реки - м; б) поверхности земли - м. 5. Особые условия: а) количество взвешенных наносов, - кг/м3; б) шуга - балл; в) ледостав,  - м;г) крупность отложившихся наносов, d - м; д) высота волны, hв - м. 6. Гидрологический режим реки: а) отметка самого низкого горизонта воды (СНГВ) - м; б) отметка нижнего горизонта ледостава (НГЛ) - м; в) отметка самого высокого горизонта воды (СВГВ) - м. 7. Напор насосов для подачи воды на ОСВ - м. ^ а) Расчетно-пояснительная записка должна содержать: титульный лист; содержание; введение, в которое входят анализ исходных данных по проектированию и другие материалы, имеющие принципиальное значение для характеристики выполняемого проекта; задание (исходные данные); обоснование выбора источника водоснабжения; обоснование выбора места расположения водозабора; обоснование схемы водозаборного узла, типа и конструкции водозаборного сооружения; гидравлический расчет водоприемных и водопропускных устройств водозаборов с назначением конкретных размеров соответствующих (расчетных) конструкций и приспособлений; обоснование количества работающих и резервных водозаборов и их элементов из условия надежности и экономичности забора воды из источника; детальный расчет необходимых диаметров труб, размеров решеток, оголовков приемных труб, размеров приемных окон при конструкциях береговых водоприемников, размеров плоских сеток береговых колодцев и водоприемников и диаметров всасывающих труб насосов; определение потери напора при движении воды в водоприемных сооружениях и уровни воды при нормальном и аварийном режимах. Аварийный режим предполагает пропуск полного расчетного расхода воды по одной самотечной линии; подбор необходимого грузоподъемного оборудования; обоснование размеров границ зон санитарной охраны и указания по их организации и содержанию; в необходимых случаях – определение и описание (с соответствующими расчетами и обоснованиями) мероприятий, устройств, приспособлений и конструкций по защите водозаборных сооружений от факторов, затрудняющих прием воды из источника. б) Графический материал Схема водоприемных сооружений в профиле в масштабе 1:100 или 1:200. На схеме указывают отметки осей сооружений, трубопроводов, диаметры последних, отметки земли, уровни воды и т.п. ^ СООРУЖЕНИЙ При выборе типа водозаборного сооружения необходим учет различных факторов, основными из которых являются: нормативная категория надежности подачи воды, характеристика природных условий забора воды, топографические, гидрологические, геологические и гидрогеологические условия площадки строительства, а также характеристики основного насосного оборудования. В соответствии с заданными условиями студент должен выбрать тип водоприемных сооружений и их конструкции. Площадка под водоприемные сооружения (береговой водоприемник, береговой колодец) и насосную станцию 1-го подъема должна иметь отметку, превышающую не менее чем на 0,5 м уровень горизонта самых высоких вод. При выборе типа водоприемника следует руководствоваться данными п. 5.88-5.90, 5.92 и табл. 13 1. Первоначально необходимо установить степень сложности природных условий забора воды по табл. 12 1 и в соответствии с этим и категорией водоприемника по табл. 13 1 или приложению 1 табл. 1 принять схему водозабора. Если при заданной категории возможен выбор нескольких типов водоприемников, решающую роль играет форма поперечного сечения русла. Водоприемные ковши применяют в составе водозаборов средней и большой производительности I категории надежности подачи воды для борьбы с шуголедовыми помехами, для забора воды при недостаточных глубинах воды в водоисточнике и для обеспечения водоотбора, большего 0,25 Qмин в реке. Важно учитывать также следующее. На реках и озерах могут применяться береговые, русловые или комбинированные водоприемники. Водоприемник руслового типа преимущественно применяется при пологом строении берега при сравнительно небольшой амплитуде колебания уровня воды в реке. Водоприемные сооружения состоят из затопленного оголовка, самотечной линии, берегового колодца и всасывающей линии. Оголовок по своей конструкции должен быть защищен от повреждения на судоходных и сплавных реках. При большой глубине водоема возможного устройства незащищенного оголовка в виде стояка с уширенным входным отверстием. При широкой затопляемой пойме реки, когда прокладка самотечных труб на большой глубине нежелательна, а также при тяжелых грунтовых условиях (плывуны, скальные грунты и др.) целесообразно заменить самотечные линии сифонными трубопроводами, прокладываемыми на значительно меньшую глубину. Береговой водоприемник раздельного типа целесообразно применять при высоких крутых берегах, значительных глубинах в месте его расположения и больших расходах забираемой воды. В состав сооружений входят: незатопляемый береговой водоприемник, всасывающие трубопроводы и заглубленная насосная станция 1-го подъема. По своей конструкции береговой водоприемник представляет пустотелый мостовой устой с входными окнами. Береговой водоприемник совмещенного типа целесообразно применять при тех же условиях, что и раздельного типа, при соответствующих грунтовых условиях. В этом случае насосная станция 1-го подъема совмещается с береговым водоприемником, что уменьшает объем сооружений и их стоимость, а также длину всасывающих линий. При сложении берега из твердых пород основание насосной станции может быть расположено на более высокой отметке по сравнению с отметкой основания берегового водоприемника. Условия применения водозаборных сооружений различных типов определяют с помощью табл. 2 (приложение 1). ^ При проектировании речных водозаборов гидравлическими расчетами определяют площадь входных окон в оголовке или на передней стенке берегового колодца, площадь пропускных окон берегового (водоприемно-сетчатого) колодца, перекрытых плоскими сетками (или рабочую площадь ленточных вращающихся сеток); диаметры самотечных линий и трубопроводов для подачи промывной воды в эти линии; необходимую высоту берегового (водоприемно-сетчатого) колодца. 4.1. Определение расчетных расходов Размеры основных элементов водозабора определяется гидравлическими расчетами при расчетном расходе воды и минимальном уровне воды в источнике, при этом расчет следует выполнять на условиях нормальной и форсированной работы элементов водоприемника. Нормальная работа приемника воды будет иметь место при одновременной работе всех секций. В форсированном режиме элементы водоприемника будут работать при отключении одной секции. При этом согласно требованиям п. 4.4 1 снижение подачи воды при І и ІІ категориях надежности не должно превышать 30%. Расчетный расход секции в нормальном режиме   , (4.1)где  - расход воды для суток максимального водопотребления, м3/сут; - коэффициент, учитывающий расход воды на собственные нужды очистных сооружений, равный 1,01,3; - число секций (из соображений надежности количество секций следует принимать не менее двух).Расчетный расход воды одной секции в форсированном режиме   , (4.2)Определение размеров элементов водоприемника выполняют на пропуск расхода . По расходу  определяют потери напора в элементах водоприемника с целью расчета минимального уровня воды в береговом колодце.4.2. Расчет, подбор решеток и сеток Площадь водоприемных окон в оголовке или передней стенке берегового колодца определяют при работе всех секций водозабора (кроме резервных) по формуле  , (4.3)где 1,25 - коэффициент, учитывающий загрязнение решетки водорослями и мусором;  - условная средняя скорость течения воды в отверстиях решетки, принимается в зависимости от особенностей водоема, мутности и шугоностности потока, принимаемая в соответствии с 1, п. 5.94:а) при заборе воды из шугоностных рек: в береговых незатопленных водозаборах – 0,20,6 м/с; при затопленных водоприемных оголовках – 0,10,3 м/с; б) при заборе воды из озер, водохранилищ, водоприемных ковшей и равнинных рек: в береговых водозаборах – 0,41,0 м/с; при затопленных водоприемных оголовках – 0,20,6 м;  - коэффициент увеличения, учитывающий заполнение водоприемного отверстия стержнями решетки, определяемый по формуле , (4.4)где  - диаметр стержней, принимается 612 мм; - расстоянием между стержнями в свету, 50100 мм; Низкие пределы входных скоростей назначаются при значительном количестве наносов в источнике (свыше 1000 мг/дм3 в паводок). По площади водоприемного окна назначаются его размеры в соответствии с типовыми грубыми решетками, данные которых приведены в табл. 3 2, с. 4 или по табл. 3 (приложение 1). Размеры решеток выбирают с таким расчетом, чтобы они имели небольшую массу и были удобны для подъема (их высота должна быть больше ширины). При подборе решеток следует учитывать, что в некоторых типах оголовков высота окна меньше его ширины, и в одной секции может быть несколько решеток. При значительных колебаниях уровня воды в источнике входные окна водозаборов располагают в два яруса, чтобы всегда можно было получить воду лучшего качества. Сетки, через которые проходит вода из приемного во всасывающее отделение, могут быть плоские (подъемные) или вращающиеся. В средних и тяжелых условиях забора воды при производительности водозабора более 1 м3/с следует применять вращающиеся сетки. Площадь плоских сеток  определяют при минимальном уровне воды в сетчатом колодце по формуле , (4.5)где 1,25 – коэффициент, учитывающий загрязнение части полотна сеток перед их промывом;  - допускаемые скорости течения в сетках принимаемые равными 0,20,4 м/с - для плоских и 0,40,5 м/с - для вращающихся; - коэффициент, учитывающий стеснения отверстия сеткой, вычисляют по формуле , (4.6)где - размер ячейки сетки в свету, см, для плоских сеток принимается от 2 до 5 мм, для вращающихся – от 5 до 3 мм; - диаметр проволоки сетки, см; принимается 1,03 мм для плоских сеток и 31,2 мм для вращающихся сеток.Площадь вращающихся сеток, погруженная в воду, определяется по формуле (4.5) с учетом коэффициента по формуле (4.6). При установке вращающихся сеток с внутренним и внешним подводом воды величина  уменьшается вдвое. Плоские сетки подбирают по площади в табл. 4 2, с. 13 или по табл. 4 (приложение 1), а вращающиеся по производительности – в табл. 5 2, с. 14-23 или по табл. 5 (приложение 1). По способу подвода к сеткам загрязненной воды и отвода от них частей, конструкции вращающихся сеток могут быть разделены следующим образом: с лобовым подводом (по нормали к полотну сетки); с лобово-внешним подводом воды; с внутренним (внутрь полости, огражденной сеткой) и с внешним подводом (во внешние части сеточной камеры). ^ Самотечные линии прокладывают в плане и вертикальной плоскости без резких поворотов, вызывающих отложение наносов, сора и шуги и затрудняющих промыв и очистку водоводов. Самотечные линии соединяют оголовки и береговые водоприемные колодцы. Количество самотечных линий должно быть не менее двух (обычно их количество соответствует числу секций берегового колодца). Самотечные линии укладываются преимущественно из стальных труб. Самотечные водоводы в реке должны быть защищены от подмыва речным потоком и повреждения якорями судов. С этой целью их следует заглублять ниже дна не меньше чем на 0,5 м или производить обсыпку грунтом с укреплением его от размыва. Расчет самотечных линий выполняют для нормальных и аварийных условий работы. Диаметр самотечной линии  определяют по формуле , (5.1)где  - расчетный расход водозабора в форсированном режиме, м3/с;  - расчетная скорость, м/с. При этом скорость движения воды в самотечном трубопроводе принимается по табл. 6 1, табл. 14, п. 5.99 или табл. 6 (приложение 1).Большие значения следует принимать для больших производительностей водозабора при большом содержании взвеси и малой длине линий. Повышение скорости вызывает увеличение потери напора и глубины берегового колодца. Потери напора в самотечных линиях определяются как для нормального, так и для аварийного режимов работы водозабора. В этом случае оставшиеся в работе самотечные линии (одна отключена) должны обеспечивать пропуск 70% расчетного расхода для водозаборных сооружений II и III категории, и 100% - для I. Потери напора в самотечных и сифонных линиях рассчитываются как сумма потерь напора по длине трубопровода, потерь напора в мусорозадерживающих решетках, потерь напора на местные сопротивления:  , (5.2)где  - потери напора на единицу длины  ;  - по таблицам Ф.Н. Шевелева, в зависимости от скорости и диаметра трубопровода;  - длина самотечной линии трубопровода, м. Длина самотечной линии определяется расстоянием на поперечном профиле реки между оголовком, который устанавливается в месте, где обеспечивается необходимая минимальная глубина  , и водоприемным сетчатым колодцем, который устанавливается на незатопленном берегу. Длина линий не должна быть больше 100 м. При большей длине оголовок приближают к берегу, заглубляя дно, или водоприемно-сетчатый колодец приближают к оголовку, обеспечивая одновременно подсыпку и выравнивая берег. - потери напора в решетке оголовка, можно принять равным 0,050,1 м, для аварийного режима работы принимают 0,100,20 м; - местные потери, состоящие из потери при входе в решетку оголовка, при сужении трубы, в колене и т.д.Местные потери напора вычисляют по формуле  . (5.3)где  - сумма коэффициентов местных сопротивлений в фасонных частях и арматуре; - скорость движения воды, м/с; - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с2.Значения коэффициентов местных сопротивлений можно принимать следующие: Вход в трубу без расширения.......................................................0,5 Плавно очерченный вход в трубу.................................................0,1 Приемная сетка без клапана.........................................................2-3 Приемный клапан с сеткой...........................................................5-10 Обратный клапан...........................................................................1,7 Колено с углом 900.........................................................................0,5-0,76 Колено с углом 450.........................................................................0,25-0,30 Для сварных колен коэффициент сопротивления следует увеличить на 50%; Переход суживающийся..................................................................0,1 Переход расширяющийся...............................................................0,25 Тройник в прямом направлении.....................................................0,1 Тройник в направлении ответвления.............................................2,0 Тройник при разделении потока....................................................1,5 Выход из трубы в резервуар...........................................................1,0 Сварное колено................................................................................1,5 Сварной отвод с углом 450..............................................................0,45 Задвижка (в зависимости от степени открытия)..........................0,15-0,2. Потери напора подсчитываются как для нормального режима, так и для аварийного (выключение одной самотечной линии на ремонт). В результате подсчета потерь напора определяют наинизший горизонт воды в приемной части берегового колодца и отметка днища колодца. |
Схожі:
 | Л. П. Вороновская А. А. Кузнецова математика методические указания Методические указания для работы с иностранными студентами подготовительного отделения | | Е. А. Маковкин рисунок детали головы методические указания Методические указания к выполнению практического задания и самостоятельной работы |
| Методические указания Методические указания к самостоятельному изучению дисциплины «Основы гидромелиорации» для | | Методические указания Методические указания и исходные данные к курсовой работе «Расчёты устойчивости грунтовых массивов»/. Сост. Таранов В. Г., Рудь А.... |
| Документи 1. /Методические указания - Реология/1 ВИЗНАЧЕННЯ РЕОЛОГ_ЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА РОТАЦ_ЙНИХ... | | Методические указания Методические указания к выполнению лабораторного практикума по дисциплине «Коррозия и защита металлов» для студентов всех специальностей.... |
| И в свет Разрешаю на основании "Единых правил", п. 14 Заместитель первого проректора начальник организационно методического управления В. Б. Юскаев методические указания Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Техническая термодинамика»/ Составители | | И в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Проректор В. Д. Карпуша методические указания Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчёт энергоэффективности использования теплонасосной установки»... |
| И в свет разрешаю на основании «Единых правил», п. 14 Проректор В. Д. Карпуша методические указания Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания «Расчёт энергоэффективности использования теплонасосной установки»... | | Методические указания Методические указания к выполнению курсовой работы по фотограмметрии и дистанционному зондированию (для студентов 4 курса дневной... |
| Методические указания Методические указания для проведения практических занятий по дисциплине «Основы гидромелиорации» для |