Проектирование водоотведящих сетей населённого пункта

   Самотечные  водоводы укладывают без резких поворотов, вызывающих отложение наносов, льда, шуги и увеличивающих потери напора в трубах, и, как следствие, заглубление  берегового колодца.

   Трубопроводы  в реке должны быть защищены от подмыва  речным потоком, истирания донными  наносами и повреждения якорями. С этой целью их заглубляют ниже дна реки на 1,0м, на судоходных реках  на 0,8-1,5м. Траншея, в которую уложен трубопровод, сверху укрепляется каменной наброской.

   Скорости  в самотечных трубопроводах проверяются: на незаиляемость транспортируемыми по трубе мелкими наносами в количестве

   , имеющими средневзвешенную  гидравлическую крупность  , - по формуле А.С.Образовского

                                                                                 (9) 

где u- скорость выпадения частиц взвеси, u=0,07v

   т.к. , то

выпадение взвеси в самотечных линиях наблюдаться не будет.

С целью предотвращения отложения в трубах в паводок( при повышенной мутности и высоких уровнях воды в реке или при аварийном отключении одного водовода) возможен пропуск всего расхода по одной самотечной линии.

При л/с и D=800мм,V=1,896 м/с,

Потери напора при движении воды по двум самотечным линиям:

                                                  h = h_л + h_м +h_р ,м                                                       (10)

                                                h_л = i · l, м                                                            (11)    

                                             h_м=, м                                                            (12) 

- для сужающего  перехода  ₁ = 0,25;

- для двух  сварных отводов под углом  45⁰ ₂ = 0,9;

- для тройника в прямом направлении ₃ = 0,1;

- для задвижки  ₄ = 0,1;

- для выхода  из трубы в резервуар под уровень ₅ = 1.

∑ = 2,35,

h_л = 0,001328 ·50=0,0664 , м    

 h_м=,м

 Общая сумма потерь напора при движении по двум самотечным линиям составит:

 h = 0,0664 + 0,109 +0,03=0,21 м                                                     

      При поступлении воды в береговой  колодец по одной самотечной линии  потери напора составят: 

                                                  ∑ h_л^ав = i^ав ∙ L_с  ,                                               (13)

∑ h_л^ав = 0,005113· 50 = 0,25565 м.

                                            h_м=, м                                                           (14)

                                            h_м=, м                                                          

      Суммарные потери напора при работе в аварийном  режиме и движении воды по одной  самотечной линии составят: 

                           h^ав = 0,25565 + 0,431 + 0,06=0,75, м                                   (15) 
 

5. Проектирование  берегового колодца

В соответствии с конструкцией водозабора и его  производительностью принимаем  за основу типовой проект комплекса  водозаборных сооружений ТП №901-1-7/80 при  производительности q=963 л/с, D=7,5 м.

Уровни воды в приемной камере перед сороудерживающей сеткой определяем при нормальном и  аварийном режимах. Диктующими в  береговом колодце являются СВУВ и СНУВ. В паводок при работе двух самотечных камер отметка уровня воды в приёмной камере:

                                               Z₁ = СВУВ - h, м                                               (16)   

Z₁ = 100 – 0,21 = 99,79 м

Отметка наинизшего уровня воды в водоприёмной камере в период отключения одной из самотечной линии на ремонт или промывку при горизонте низших вод: 

                                              Z₂ = СНУВ - , м                                               (17)   

Z₂ = 95 – 0,75 = 94,25 м

Береговой колодец  запроектирован из железобетона круглым в плане, с внутренним диаметром d=7,5м. Этот диаметр применим, исходя из условий размещения в колодцах труб, задвижек, лестниц, устройств для удаления осадка и возможности их обслуживания и ремонта.

В целях обеспечения  надёжности работы предусмотренно секционирование берегового колодца продольной перегородкой. Колодец делится поперечной вертикальной перегородкой на водоприемную и всасывающую камеры.

Для задержания мелких взвешенных и плавающих тел  окна в перегородке, перекрываются  сороудерживающими сетками. Промывка сеток производится при достижении препада уровня воды до и после сеток в пределах 20 см. 

Рис. 3. Расчетная  схема берегового колодца

Отметки уровней  воды во всасывающем отделении при  работе двух самотечных линий: 

                                          Z₃ = Z₁ - h_с  ,                                                         (18)   

Z₃ = 99,79 – 0,2 = 99,59 м

При аварийном  режиме при СНУВ:

                                             Z₄ = Z₂ - h_c  ,                                                             (19)      Z₄ = 94,25 – 0,2 = 94,05 м.

Площадь сороудерживающих сеток определяем по формуле:

                                  

                                                                                                 (20)                            

 

                                                                                                          (21)                                                                                   

а-расстояние между  стержнями в свету а=0,35 см,

с-толщина стержней с=0,1 см

Сетки выполняются  из нержавеющей стали или цветного металла. Для предотвращения её разрыва  давлением воды под ней предусматривается  подложка из проволоки d=4-5 мм, с ячейками 20×20 см. скорость движения воды в отверстиях сетки =0,2-0,4 м/с.

По табл. 1.3. справочника  Москвитина подбираем в каждой секции по 2 сетки, шириной 1250 мм, высотой 2000 мм, массой 119 кг.

Отметку верха  сеток принимаем на 0,5 м ниже наинизшего уровня воды в приёмной камере: 

                                          Z₅ = Z₂ – 0,5, м                                                        (22)   

Z₅ = 94,25– 0,5 = 93,75 м

Низший край сеток принимается на уровне:

                                          Z₇ = Z₅ - H_с , м                                                        (23)   

Z₇ = 93,75 – 2,0 = 91,25м

     В  водоприемной камере предусматриваем  приямок для сползания осадка, образованного выпавшей из воды  взвесью. Дно колодца выполняем  с уклоном i =0,05 к приямку, глубину которого принимаем 0,2 м.

Наивысшая отметка  дна берегового колодца во всасывающей  камере составит:

                                                      Z₈ = Z₇ + , м                                            (24)

Z₈ = 91,25 + , м                                                                                                 

Отметка дна  берегового колодца в водоприёмной камере:

                                                       Z₆ = Z₇ - , м                                             (25)   

Z₆ = 91,25 - , м                                                                                                 

Отметку верха  самотечных труб принимаем на 0,6 м  ниже наинизшего уровня воды в водопроводной камере:

                                                     Z₉ = Z₂ -0,6, м                                         (26)   

Z₉ = 94,25-0,6, м    

Отметку пола служебного павильона принимаем на 1 м выше СВУВ в реке:

                                                      Z₁₀ = СВУВ +1,0, м                                        (27)   

Z₁₀ = 100+1, м    

Отметка ж/б днища с учётом глубины приямка:

                                                      Z₁₁ = Z₆ -0,2, м                                        (28)   

Z₁₁ = 91,03-0,2,83 м    

Следовательно глубина берегового колодца составит:

                                                 Н_БК = Z₁₀ - Z₁₁, м                                           (29)   

Н_БК =101-90,83=10,17, м

Принимаем Н_БК =10м

Минимальная глубина  воды во всасывающей камере равна:

                                             hвс = z₄ – z_8, м                                                   (30)    

 hвс = 94,05 – 91,44=2,61_, м  

                                        

    Размеры всасывающей камеры приняты исходя из обеспечения благополучных условий прохода воды к всасывающим трубопроводам и режимам отбора.

Диаметр всасывающего трубопровода НС-I принят в соответствии с табл. 33 СНиП, Dвс=800 мм

Для уменьшения скорости входа воды во всасывающий  трубопровод, концевая его часть  оформляется в виде раструба с  углом 7-10°. При этом диаметр раструба принимается:

 D_p = 1,5*D_вс, где                                                                                           (31)      

 D_вс – диаметр всасывающей линии

 D_p – диаметр раструба

 D_p = 1,5*0,6=0,9м

 

  Рис. 4. Расчетная схема устройства всасывающих  линий

Минимальная величина заглубления труб под уровень  воды во всасывающей камере h₁ определится, исходя из условий недопущения образования воронок, способствующих засасыванию воздуха во всасывающие трубопроводы.

 h₁ ≥ 2*D_p = 2*0,9 = 1,8м                                                                         (32)    

 h₁=1,8м

 Во  избежание подсоса отложившихся на дне осадков, вход во всасывающую трубу предусматриваем над днищем камеры на высоте

 h₂ ≥ 0,8* D_p = 0,8*0,9 = 0,72

       h₂ =0,72м

h₁₊ h₂₌ 2,52 ≥0,5 м 
 
 
 
 

   6. Оборудование водозаборного сооружения. 

   Колодец сооружается спускным способом с  водоотливом. Он оборудован системой обратной и импульсной промывкой сороудерживающих решеток  оголовка и самотечных линий, а также предусмотрена подача воды от напорных водоводов НС-II подъема для промывки сеток и удаления осадка.