Типы ковшовых водозаборов, условия их применения, гидравлические расчеты. Водозаборные сооружения на каналах, водохранилищах, озерах

⇐ ПредыдущаяСтр 20 из 25Следующая ⇒

Ковшовые водозаборы устраивают при заборе большого количества воды на шугоносных реках или на реках с высокой мутностью. Помимо борьбы с шугой водоприемные ковши используют для улучшения подвода воды из русла. С этой целью дно ковша углубляют на 1 – 1, 5 метра ниже дна реки, что позволяет в некоторых случаях отказаться от водоподъемной плотины. Любая конструкция ковша создает благоприятные условия для покрытия льдом его поверхности перед ледоставом. При этом всплывает шуга и примерзает ко льду. Одновременно ковш служит отстойником для крупных наносов. Расчет водозаборных ковшей заключается в определении глубины, ширины и длины. Основой расчета является режим деления потока, когда в русле выделяется транзитная часть. Критерием режима работы ковшей является показатель М=V_k/V_p, где Vk – средняя скорость воды в ковше; Vp – средняя скорость воды в реке. Режим деления потока для ковшей, врезаемых в берег с углом отвода β =135⁰имеет место при М не менее 0, 132. При β =150…30⁰ М=0, 125…0, 242. Необходимую глубину ковша определяют по формуле

Н_к= Н_ок+1, 33х0, 9h_л+0, 2+h_пор, где Н_ок - высота входных окон водозабора в конце ковша, 1, 33 – коэффициент, учитывающий намерзание шуги; h_л– толщина льда в реке; 0, 2 – заглубление верхней кромки окон под лед; h_пор – высота порога водоприемных отверстий, принимается равной 0, 4…1, 0м в зависимости от пред слоя отложений наносов. Расчетная отметка дна ковша Zдк=Zи – Нк, где Z_и - отметка минимального расчетного уровня воды в источнике (обычно зимой).

Средняя ширина ковша ----------------- à

где Q_k – расчетный расход в ковше;

V_k – ср расчетная скорость воды в ковше.

Рекомендуемая скорость воды в ковше определяется по формуле где е – основание натуральных логарифмов.

Если обеспечивается подвод теплой воды для защиты решеток от обмерзания, то скорость воды в ковше может быть увеличена на 25…50%. Учитывая прочистку ковша земснарядами принимают минимальную ширину дна 5…6 метров. Длина ковша от начального сечения до водоприемника Lk: Lk =Lвх +Lр + Lш_,

где Lвх – длина входного участка с водоворотной зоной с интенсивным засорением шугой в начале шугохода; Lр - длина рабочей части ковша, в пределах которой к концу шугохода обеспечивается всплывание шуги в транзитной струе;

Lш - длина участка ковша, в котором намерзают захваченные в ковш шуга и ледяная взвесь;

Затапливаемые дамбы ковша, устраиваемого на реках с низким весенним ледоходом, могут иметь отметки гребня такие же как и отметки расчетных максимальных уровней воды в реке при ледоходе. Исследованиями установлено, что наиболее предпочтительны ковши с низовым входом с углом отвода 135⁰. Малые скорости воды в ковше 5 -15 см/с создают более благоприятные чем в реке условия раннего образовании ледяного покрова, исключающего переохлаждение воды в ковше и предотвращающего образование донного льда. При небольших скоростях шуга всплывает и примерзает к поверхностному льду. Толщина льда в ковше обычно на треть больше, чем в реке.

При устройстве водозаборов на водохранилищах следует учитывать режим уровней в нем, ветровые волны, размыв берегов, развитие водной растительности т.п. В озерах уровни воды колеблются меньше и там устраивают водозаборы руслового типа или островного незатопляемые. Для долинных водохранилищ равнинных территорий размах колебаний уровней в течение года 2…7 метров, а в предгорных и плоскогорных районах достигает 10…20 метров, в горных может достигать 100 метров. Для производственного водоснабжения часто используется морская вода. Отбор воды из моря имеет ряд особенностей. Это: колебания уровня воды, вызванное волнениями, сгонно-нагонными явлениями, отливами, морскими течениями, прибойными процессами, переработкой берегов, наличие моллюсков и ракушек, особенности ледовых явлений и коррозионные свойства морской воды. Размещении водозаборов возможно по трем вариантам: - в акваториях портов; - в естественных бухтах; - на открытом побережье. Наиболее удобен забор воды в акваториях портов с укрепленной береговой линией, защищенных от обмеления и волн. В этом случае применяют водозаборы берегового типа, совмещенные или раздельные, инфильтрационные или фильтрующие. На побережье водоприемники могут быть опрокинутыми волнами или льдинами. В таком случае применяют водоприемники фильтрационного типа, берегового типа с ограждением защитными дамбами или руслового типа затопленные. Для больших расходов устраивают ковши и подводящие открытые каналы с глубиной большей чем высота волны. Для борьбы с биообрастанием рекомендуется постоянное хлорирование воды дозами 1, 5…5 мг/л, периодическая промывка труб горячей водой или обработка медным купоросом 6-7мг/л в течение одного часа через каждые двое суток.

2. Обезжелезивание подземных вод с использованием интенсивной аэрации с последующим фильтрованием.

Осуществляется при тех же ограничениях что и м-д ф-ния с упрощенной аэрацией(рН< 6, 8, содержа-ние сероводорода не более 2 мг/л, пер-манганатная окисляемость не более (0, 15[Fe2+] + 5 мг/л О2), щелочность более (1+ [Fe2+]/28) мг-экв/л), но при меньшем сод-нии железа, в среднем до 3-6 мг/л в зависимости от других показателей, на так называемых сухих фильтрах.

В отличие от обычных ф-ров с определенной высотой слоя воды над загрузкой, в сухих ф-рах ф-ние ведется ч-з незатопленную загрузку, благодаря чему имеет место пленочное течение воды и процессы окисления и выделения из воды железа протекают значит быстрее и эф-нее. Незатопленность загрузки обеспечивается введением в воду воздушно-водяной смеси в соотношении воздух: вода 1: 1 до 6: 1.

Помимо обезжелезиваня эти ф-ры могут применяться для удаления из воды аммонийных соед-ний, различных газов, а также для удаления их воды марганца. Сухое ф-ние м.б. исп-но как в открытом б/н варианте, так и в закрытом напорном. В 1-ом случае вода распыляется непосредственно над загрузкой. Для удаления избыт воздуха из междонного пространства предусм спецустройство. В напорных ф-рах вода и воздух подаются одновременно в самую верхнюю точку ф-ра, избыток воздуха удаляется из междонпространтсва с помощью вакуумного насоса.

1 – распыляющее сопло

2- филтр сухой

3 – воздуховод

4 – рчв

5 – эжектор

6 – насос

(б/н сухой ф-р)

Напорный сухой ф-р

1- подача воды

2 - подача воздуха

3 - вакуум насос для удаления избытка воздуха из междонного пространства

4 - загрузка

5 - отвод фильтрата

Адсорбционно-каталитическая пленка, образующая на зернах ф-щей загрузки при сухом ф-нии отличается от пленки, образующейся в затопленных ф-рах, обезжелезивающих воду по методу упрощенной аэрации - отсутствием в ней мол-л воды, благодаря чему прирост потерь напора в сухих ф-рах идет занчительнее медленее -> фильтроцикл увеличивается. Открытые сухие ф-ры в конце фильтроцикла промываются, продолжительность фильтроцика может сост-ть в зав-ти от кач-ва воды от неск суток до недели, иногда более. Напорные фильтры работают непрерывно для достижения предельных потерь напора, после чего загрузка отмывается либо химич способами от соединений железа, либо заменяется новой. Для отмывки загрузки может исп-ся ингибированная HCl 10% концентрации или р-р дитионита. Грязеемкость сухих ф-ров в несколько раз превышает грязеемкость ф-ров, работающих в других схемах безреаг обезж-ние воды.

Недостаткой сухих ф-ров является некот нестабильность кач-ва ф-рата в теч фильтроцикла.

3). Реагентная и биотермическая обработка осадков стоных вод. Обезвреживание осадков сточных вод. Обработка осадка подразумевает уничтожение присутствующих в осадках сточных вод возбудителей болезней людей и животных. Санитарно-гигиенические показатели осадка оценивают по наличию яиц гельминтов и патогенных микроорганизмов. Для обеззараживания осадков сточных вод могут применяться методы: термические (прогревание, сушка, сжигание), биотермические (компостирование), химические (обработка хим. в-вами) и биологические (уничтожение микроорганизмов простейшими, грибами и растениями почвы), а также различные физические воздействия (радиация, токи высокой частоты, ультразвуковые колебания, ультрафиолетовое излучение и т.п.). Практическое применение получили лишь термические, биотермические и химические методы обеззараживания осадков. В процессе коагуляции осадков, последующего их обезвоживания и прогревания до 60 С происходят резкое снижение числа микроорганизмов и практически 100%-ная деформация и гибель яиц гельминтов. Обработка при более высоких темп-рах (пастеризация, термосушка) позволяет уничтожить в осадках не только яйца гельмитов и патогенные микроорганизмы, но и вирусы. В нашей стране и за рубежом для очистки осадков ст. вод получают широкое применение методы биотермич. обработки (компостирование). Биотермич. обработка осуществляется смешением осадков с наполнителями (бытовыми отходами, опилками, торфом, молотой корой, навозом, остатками растений и т.п.) и выдержкой в буртах, штабелях, траншеях, ферментаторах, барабанах и т.п. При этом в результате жизнедеятельности микроорганизмов происходит повышение темп-ры компостируемых осадков до 55—72 С, их обеззараживание и снижение массы.

4). Уплотнение грунта. Катки статического и динамического действия, прицепные и самоходные, трамбующие плиты, трамбовки и др. Схемы работы Сущность уплотнения грунта состоит в том, что под воздействием рабочего органа уплотняющей машины происходит удаление воздуха (а в некоторых случаях и избытка влаги), в результате чего частицы грунта сближаются, располагаясь более плотно и компактно. Грунтоуплотняющие машины по принципу работы делятся на машины статического, динамического и вибрационного действия. В некоторых конструкциях сочетается статическое и динамическое или статическое и вибрационное действие.

В машинах статического действия уплотнение происходит от давления, создаваемого рабочим органом при его перекатывании по уплотняемому слою (статическая укатка). По этому принципу работают катки с гладким барабаном, кулачковые и пневмоколесные.

В машинах динамического действия уплотнение производится ударами рабочего органа (трамбованием), периодически поднимаемого на некоторую высоту и свободно падающего на поверхность уплотняемого слоя. По этому принципу работают молотковые трамбующие машины, трамбующие плиты, подвесные катки на экскаваторах и навесные дизель-трамбовки на тракторах.
Уплотнение грунтов машинами вибрационного действия основано на сообщении грунту рабочим органом частых колебательных движений, создаваемых быстрым вращением неуравновешенных масс. По этому методу работают прицепные и самопередвижные вибромашины, навесные секционные виброуплотнители, поверхностные и глубинные вибраторы.

По принципу одновременного статического и динамического уплотнения работают катки с падающими грузами, а одновременного статического и вибрационного уплотнения - вибрационные катки.

Укладка в насыпь и уплотнение грунта выполняются при планировочных работах, возведении различных насыпей, обратной засыпке траншей, пазух фундаментов и др. Уплотнение производится с целью увеличения несущей способности грунта, уменьшения его сжимаемости и снижения водопроницаемости.Уплотнение м. б. поверхностным и глубинным. В обоих случаях оно осуществляется механизмами.

Для обеспечения равномерного уплотнения отсыпанный грунт разравнивают бульдозерами или другими машинами. Наибольшее уплотнение грунта с наименьшей затратой труда достигается при определенной оптимальной для данного грунта влажности. Поэтому сухие грунты должны увлажняться, а переувлажненные - осушаться.Грунт уплотняют участками (захватками), размеры которых должны обеспечивать достаточный фронт работ. Увеличение фронта работ может привести к высыханию подготовленного к уплотнению грунта в жаркую погоду или, наоборот, к переувлажнению в дождливую.

Наиболее трудным является уплотнение грунта при обратной засыпке пазух фундаментов или траншей, так как работы ведутся в стесненных условиях. Во избежание повреждения фундаментов или трубопроводов прилегающий к ним грунт на ширину 0, 8 м уплотняется с помощью виброплит, пневматических и электрических трамбовок слоями толщиной 0, 15...0, 25 м (рис.21, а - в). Более производительные способы, например самопередвигающиеся виброплиты и другие (рис.28, г - ё), применяются при уплотнении засыпки под полы.

Билет 22

⇐ Предыдущая 15 16 17 18 192021 22 23 24 Следующая ⇒