Водозаборные сооружения с самотечными линиями (русловые)
Общая схема руслового водозаборного сооружения с самотечными линиями показана на рис. 1. Вода из реки поступает через оголовок и по самотечным линиям в береговой колодец, откуда она забирается насосами и подается ими к месту потребления Или на очистную станцию.
Сооружения этого типа устраивают чаще всего при отсутствии достаточных глубин, при загрязненности воды или слабых грунтах у берега и в ряде других случаев, определяемых местными условиями.
Для того чтобы в сооружение не попадали крупные плавающие предметы (щепки, коряги), в оголовке устанавливают металлическую решетку из вертикальных прутьев (стержней) с прозорами 100 — 200 мм (иногда меньше).
Оголовки. Различают оголовки: а) затопленные, т.е. всегда скрытые под водой; б) затопляемые только при паводках; в) не затопляемые ни при каких уровнях воды.
Наиболее распространены з а-топленные оголовки. Устройство их проще и дешевле, чем незатопленных. Эксплуатация затопленных оголовков ввиду их малой доступности сложнее, но в связи с совершенствованием водолазного дела этот недостаток становится все менее ощутимым.
Наиболее простая конструкция затопленного оголовка показана на рис. 83. Здесь оголовком служит конец самой самотечной трубы, для чего он устраивается в виде раструба. В целях уменьшения количества вовлекаемых в трубу посторонних предметов отверстие раструба обращено по течению воды в реке. По некоторым данным такое расположение входного отверстия имеет тот недостаток, что вследствие обтекания оголовка потоком воды за ним (т. е. как раз в том месте, где находится отверстие) образуются завихрения воды, вызывающие отложения наносов.
В некоторых случаях применяют оголовок аналогичной конструкции, но помещают его внутри деревянного (ряженого) или железобетонного (с отверстиями в стенках) колодца (камеры) — круглого, выполненного из железобетонных колец, либо прямоугольного. Водоприемный раструб такого оголовка обращен кверху. Вокруг колодца делают обсыпку из крупных камней. При такой конструкции оголовка вода поступает в водоприемное отверстие, пройдя предварительно через промежутки между камнями обсыпки и через отверстия в стенках с очень небольшой скоростью. Поэтому оголовки подобного типа часто применяют на шугоносных реках.
Очень распространены свайные оголовки, а при невозможности забивки свай — ряженые оголовки такого же типа. Конец самотечной трубы устраивается в виде раструба для того, чтобы уменьшить скорость поступления воды.
В отверстии раструба устанавливают решетку. Ребро оголовка, обращенное в сторону, противоположную направлению течения воды, является как бы ледорезом и защищается поэтому котельной, угловой или полосовой сталью.
Для большей устойчивости оголовка внутреннее пространство его заполняют иногда каменной наброской. Ряжевый оголовок рубят на берегу и в готовом виде вместе с заделанными в него раструбами подводят на плаву к месту его расположения и там опускают на подготовленное основание путем пригрузки его камнем. Для этого в ряже должно быть устроено днище.
В последнее время стали устраивать бетонные оголовки путем подводного бетонирования. Кожух оголовка в виде стального каркаса со стальной же или деревянной обшивкой либо в виде железобетонной конструкции заготовляют на берегу и доставляют на плаву к месту установки, где опускают его на подготовленное основание (путем затопления). Установленный на место кожух заполняют бетоном по методу подводного бетонирования с применением вертикально перемещающихся труб, проходящих через отверстия в потолке кожуха.
На рис. 6 показан металлический кожух оголовка в момент транспортирования его к месту установки.
Оголовки, затопляемые в период паводков, устраивают в тех случаях, когда паводковые горизонты воды значительно больше меженних и когда продолжительность стояния паводковых горизонтов сравнительно невелика. Вообще же говоря, оголовки этого типа устраивают очень редко, так как затопляемость их, хотя бы только и в период паводков, почти на нет сводит их эксплуатационные преимущества по сравнению с затопляемыми оголовками.
Незатопляем ые оголовки применяют чаще всего в тех случаях, когда предъявляются особые требования в отношении бесперебойности водоснабжения и когда такие оголовки Не препятствуют пароходству и лесосплаву.
Незатопляемые оголовки чаще всего устраивают из железобетона наподобие полой мостовой опоры с ледорезом.
На рис. 7 показан оголовок-водоприемник (по проекту Гипроспецнефти), рассчитанный на забор воды в количестве 8 м3/сек и устраиваемый опускным способом. Вода поступает в водоприемник через окна, расположенные с обеих сторон водоприемника в два яруса, по 12 окон в каждом. Через нижние окна вода поступает при низких горизонтах воды в реке, а через верхние — при высоких горизонтах. От водоприемника вода подается по самотечной галерее, уложенной по дну реки. Управление затворами водоприемных окон производят из помещения, надстроенного над водоприемником.
Для сообщения с водоприемником пользуются лодками.
Самотечные линии. По самотечным линиям вода поступает от водоприемника (оголовка) к береговому колодцу. Самотечные линии устраивают из труб, а при больших расходах — в виде галерей. Чаще всего для самотечных линий применяют стальные трубы. В этом случае линии могут быть полностью собраны (сварены) на берегу, доставлены на плаву и уложены на место в заранее подготовленную траншею с использованием пловучих средств (шаланд, барж) или устройством подмостей. В зимнее время самотечные линии могут быть опущены со льда. Стальные трубы должны быть защищены от коррозии битумной изоляцией.
При необходимости для самотечных линий могут быть применены чугунные, асбестоцементные, бетонные или железобетонные трубы. Для укладки линий из этих труб ввиду необходимости заделки стыков на месте требуются устройство перемычек, ограждающих место укладки, и откачка воды из огражденного перемычками пространства.
Самотечные галереи устраивают лишь при очень крупных расходах (5-10 м3/сек и более). Предпочтительнее устраивать двойные железобетонные галереи, состоящие из двух секций в поперечном сечении. Имеются примеры устройства и деревянных галерей, но в некоторых случаях опыт экс плуатации показал неудовлетворительную их работу (заносимость их песком вследствие небольшой скорости движения воды и проникновения песка через неплотности в стенках, затруднительность очистки). Поэтому устройство деревянных галерей может быть оправдано лишь в единичных случаях, например, в богатых лесом местностях, удаленных от железных дорог. Некоторым Преимуществом деревянных галерей по сравнению с железобетонным» является возможность устройства их на подмостки и опускания в готовом виде на дно реки.
На самотечных трубах большого диаметра и на галереях устраивают для прочистки линий смотровые колодцы (лазы) с расстоянием между ними 80-100 м.
В зависимости от рельефа дна самотечные линии могут быть уложены с подъемом к береговому колодцу, горизонтально или с уклоном к береговому колодцу. Предпочтительнее укладывать линии с подъемом к колодцу, так как
при этом требуется минимум земляных работ и облегчается промывка линии обратным током воды (см. далее). Однако нужно учитывать, что при работе водозаборного сооружения уровень воды в береговом колодце бывает ниже уровня воды в реке вследствие гидравлических со
противлении в самотечных трубах. Поэтому укладка самотечных линий с подъемом к колодцу возможна только в тех случаях, когда уровень воды в нем при работе сооружения не опускается ниже устья самотечной трубы в колодце (показано пунктиром).
Если укладка самотечных линий с подъемом к колодцу невозможна, то лучше уложить их хотя бы с небольшим уклоном к колодцу (линия а-в) для облегчения промывки прямым током воды. Если это при большой длине линии значительно увеличивает объем земляных работ, то укладывают линии горизонтально (линия а-г).
В целях обеспечения бесперебойности водоснабжения должно быть уложено не менее двух самотечных линий. Наличие нескольких линий позволяет регулировать их работу в зависимости от режима водопотребления путем включения соответствующего числа линий.
В обычных условиях скорость в самотечных трубах принимают от 0,7 до 0,9 м/сек и, исходя из этой скорости, определяют диаметр труб.
Самотечные трубы, уложенные непосредственно на дне реки, во избежание их смещения должны быть укреплены путем обсыпки щебнем или галькой, а сверху еще и каменной наброской.
Береговые колодцы.
Должны быть предусмотрены устройства для периодического удаления осадившихся песка и ила. Обычно для этого применяют эжекторы.
Независимо от этого для задержания взвешенных частей в береговом колодце устанавливают плоские сетки с мелкими отверстиями.
На крупных установках возможно применение вращающихся сеток. Прошедшая сетки вода забирается насосами, установленными в насосной станции. Поэтому в береговом колодце располагаются всасывающие трубы насосов по другую сторону от сеток.
Береговой колодец разделяют на секции по числу самотечных труб, т.е. чаще всего на две секции.
Размеры берегового колодца определяются условиями размещения в нем сеток, выступающих концов самотечных труб и всасывающих труб, а также переключающих устройств для промывки самотечных труб.
Береговые колодцы выполняют обычно из железобетона, а иногда из бетона или бутового камня.
По форме береговые колодцы чаще всего бывают круглые. При наличии трех и более всасывающих или самотечных линий целесообразно устройство колодцев овальной формы в плане (вернее в виде двух полуокружностей с прямыми вставками между ними). Обычно колодцы устраивают опускным способом. Над колодцем чаще всего возводят легкий павильон, используемый как помещение для промывки сеток, а при крупных водозаборных сооружениях — и как помещение вспомогательного служебного назначения.
Всасывающие трубопроводы на участке между береговым колодцем и насосной станцией могут быть уложены непосредственно в землю или в специально устроенную для этого галерею, предназначенную для того, чтобы можно было осматривать и в случае необходимости ремонтировать трубы, в особенности их стыки. Галерея представляет собой довольно дорогое сооружение, и поэтому устройство ее может быть оправдано лишь при чугунных всасывающих трубах и неблагоприятных грунтовых условиях, когда можно опасаться осадки труб, уложенных непосредственно в грунте, и расстройства по этой причине их стыков. При стальных всасывающих трубах с хорошо выполненными сварными стыками и хорошо покрытых противокоррозийной изоляцией устройство галерей нецелесообразно.
При достаточно чистой воде в реке в некоторых случаях (например, для временного водоснабжения) берегового колодца можно и не устраивать. В этом случае труба называется самотечно-всасывающей, так как вода по ней частично движется самотеком (до уровня, соответствующего уровню воды в реке), а далее — за счет всасывания насосами.
Промывка самотечных труб. В зависимости от местных условий промывка самотечных линий может быть прямой или обратной.
Более простой является прямая промывка, т.е. пропуск воды с увеличенной скоростью в том же направлении — от оголовка к береговому колодцу. Для этого закрывают задвижку на конце самотечной линии в береговом колодце, откачивают воду из соответствующей секции берегового колодца, а затем быстро открывают задвижку. Вода вследствие более высокого уровня ее в реке устремляется с большой скоростью по самотечной трубе и промывает ее.
Прямая промывка какой-либо самотечной трубы возможна также путем выключения другой трубы, т.е. путем пропуска удвоенного количества воды по одной трубе.
Прямая промывка менее эффективна, чем обратная, так как вода проходит в том же направлении, как и обычно. Однако ввиду простоты этого способа промывки и отсутствия необходимости в переключающих устройствах его применяют довольно часто.
При обратной промывке воду пропускают в обратном направлении, т.е. от берегового колодца к оголовку. Береговой колодец, приспособленный для обратной промывки, показан на рис. 90. Вода для обратной промывки подается через всасывающую трубу насоса по вспомогательной линии, на которой установлена задвижка, открываемая только во время промывки. На конце самотечной линии имеется тарелочный клапан, закрываемый на время промывки путем подтягивания его кверху при помощи тяги. Для подачи воды во всасывающую трубу на насосной станции должно быть предусмотрено приключение к ней от напорной линии в обход насоса. Такая промывка возможна только при наличии на всасывающей трубе всасывающего обратного клапана 6, который не пропускает воду из всасывающей трубы в колодец.
Ввиду того что обратный всасывающий клапан устанавливают только в некоторых случаях на всасывающих трубах небольшого диаметра, применение этого способа промывки весьма ограничено. Поэтому для обратной промывки чаще устраивают вспомогательную линию, соединяющую непосредственно самотечную трубу с напорным трубопроводом насоса.
Водоснабжение и канализация - Водозаборные сооружения с самотечными линиями (русловые)
Остались вопросы по теме - "Водозаборные сооружения с самотечными линиями (русловые)", задайте их на