Водозаборные сооружения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Харьковский государственный технический университет

строительства и архитектуры

РЕФЕРАТ

на тему: «Водозаборные сооружения»

Выполнил: ст.гр. Г-36

Пинчук С.В.

Преподаватель:

Савво А.М.

Харьков 2009

Содержание

Введение

1. Источники водоснабжения

2. Сооружения для забора поверхностных вод

2.1 Речные водозаборные сооружения

2.2 Речные водозаборы руслового типа

3. Сооружения для забора подземных вод

Выводы

Введение

Вода на промышленных предприятиях необходима на хозяйственно- питьевые нужды, на пожаротушение, а также для проведения технологических процессов. Количество и качество технической воды, необходимое каждому предприятию, определяется масштабом и характером его технологических процессов.

В свою очередь, эффективность работы любого промышленного предприятия во многом зависит от организации снабжения его водой требуемых параметров. Соответствующими свойствами используемой воды и ее расходами, а также сооружением эффективных систем водоснабжения в значительной степени определяется качество и себестоимость выпускаемой продукции.

Подача неподготовленной воды приводит к появлению брака, перерасходу топлива и электроэнергии, снижению производительности технологического оборудования и аварийному выходу из строя их элементов. Для обеспечения надежного и качественного снабжения предприятий водой на каждом из них создается специальная система водоснабжения.

1. Источники водоснабжения

Требования к источникам воды

Потребность предприятия в воде всех категорий удовлетворяется из природных источников, которые должны соответствовать следующим основным требованиям:

а) обеспечивать бесперебойное получение необходимого предприятию количества воды с учетом перспективы его развития;

б) подавать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает требованиям потребителей или позволяет достичь его за счет простой и экологичной обработки исходной воды;

в) обеспечивать возможность подачи воды потребителям с наименьшей затратой средств;

г) обладать такой мощностью, чтобы расчетный отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.

Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для конкретного потребителя требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен потребитель. Для водоснабжения промпредприятий используются поверхностные и подземные воды. Поверхностные источники - это реки, озера, реже моря; подземные источники - грунтовые и артезианские воды, и родники.

Вода в большинстве рек обладает значительной мутностью, высоким содержанием органических веществ и бактерий, а часто и значительной цветностью. Наряду с этим речная вода характеризуется относительно небольшой жесткостью. Вода озер обычно отличается весьма малым содержанием взвешенных веществ (т.е. малой мутностью). Качество всех поверхностных вод сильно зависит от атмосферных осадков и таяния снегов, в период паводков их мутность и бактериальная загрязненность возрастает, а жесткость снижается. Подземные воды, как правило, не содержат взвешенных веществ (т.е. весьма прозрачны), обладают низкой бактериальной загрязненностью, но наряду с этими положительными качествами во многих случаях сильно минерализованы. В зависимости от характера растворенных в них солей, они могут обладать теми или иными отрицательными свойствами: повышенной жесткостью, наличием неприятного привкуса и некоторыми другими.

Вопрос о выборе источника водоснабжения является одним из главных при проектировании СПВ, т.к. он определяет наличие в ее составе тех или иных сооружений, а, следовательно, стоимость строительства и эксплуатации. При выборе источника водоснабжения следует учитывать качество воды и его мощность. Выбор источника воды определяется главным образом местными природными условиями, поэтому предварительно проводятся топографические, гидрологические, санитарные и другие изыскания. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения рекомендуется использовать подземные источники воды, отказ от которых требует всестороннего обоснования. СНиП 2.04.02-84* запрещает использовать подземные воды питьевого качества для нужд, не связанных с хозяйственно-питьевым водоснабжением. При наличии нескольких источников воды прибегают к технико-экономическому сравнению возможных вариантов. Для забора воды из природного источника и частичной очистке ее сооружаются водозаборные сооружения (ВЗС). Выбор источника должен производиться согласно ГОСТ 17.1.1.04-80. Подземные воды образуются вследствие просачивания в землю атмосферных и поверхностных вод. Подземные воды могут быть безнапорными и напорными (артезианскими). Безнапорные воды заполняют водоносные горизонты не полностью и имеют свободную поверхность. Безнапорные подземные воды первого от поверхности земли водоносного горизонта называются грунтовыми. Грунтовые воды характеризуются повышенной загрязненностью, поэтому при их использовании в большинстве случаев необходима очистка. Напорные (артезианские) воды заполняют водоносные горизонты полностью. Артезианские воды, как привило, характеризуются высоким качеством и в большинстве случаев для хозяйственно-питьевых целей могут использоваться без очистки. В колодцах или скважинах, вскрывающих напорные водоносные горизонты, вода поднимается до некоторой пьезометрической линии. Если пьезометрическая линия проходит выше поверхности земли, то наблюдается излив воды. Уровень воды, устанавливающийся в колодце при отсутствии забора воды, называется статическим. При безнапорных водах статический уровень совпадает с уровнем подземных вод, при напорных водах - с пьезометрической линией. При откачке воды из колодца уровень ее снижается, причем тем больше, чем интенсивнее откачка. Такой уровень называется динамическим. Безнапорные и напорные воды могут выходить на поверхность земли в виде родников. Выход безнапорных вод называют нисходящим ключом. Ключевая вода отличается высоким качеством и может использоваться без очистки.

2. Сооружения для забора поверхностных вод

2.1 Речные водозаборные сооружения

При наличии вблизи берега глубин, обеспечивающих требуемые условия забора воды, и при достаточно крутом береге применяются водозаборы берегового типа. Их располагают на склоне берега с приемом воды непосредственно из русла реки. При этом насосы I подъема могут быть расположены в отдельном здании насосной станции или в самом водозаборе. Поэтому, различают два вида водозаборов берегового типа - раздельный и совмещенный. водозабор колодец каптажная камера

Раздельный водозабор берегового типа

Раздельный водозабор берегового типа представлен на рисунке 1.

Раздельный водозабор берегового типа представляет собой колодец 1 (обычно железобетонный), передняя стенка которого выходит в русло реки. Вода поступает в водозабор через входные окна 2, снабженные решетками для предотвращения попадания внутрь водозабора крупного мусора и посторонних предметов. Далее вода проходит через сетки 4, установленные в перегородке 5, разделяющей водозаборный колодец на два отделения: А - приемное и В - всасывающее. На сетках задерживается значительная часть загрязнений (водоросли, мелкий сор). Вода, прошедшая через сетки сквозь всасывающие трубы 3, забирается насосами 7. Над водозаборным колодцем надстраивается служебное помещение 6. Устройство насосной станции в отдельно стоящем здании 8 может быть обусловлено характером рельефа берега и степенью его затопления паводковыми водами. Для лучшего всасывания желательно располагать насосную станцию 8 как можно ближе к водозаборному колодцу.

Рисунок 1 - Раздельный водозабор берегового типа

Отметка оси насосов определяется отметкой самого низкого уровня воды в реке и допустимой высотой всасывания насосов с учетом потерь напора во всасывающих трубопроводах. Всасывающие трубопроводы в некоторых случаях располагают в специальных галереях 9 для защиты от повреждений и облегчения их осмотра.

Водозаборный колодец обычно разделяется продольными перегородками на несколько параллельных секций. Количество секций определяется числом насосов, секции независимы друг от друга, что позволяет обеспечить бесперебойную работу в случае очистки или ремонта водозаборного устройства.

Береговые водозаборы совмещенного типа

При благоприятных условиях экономически целесообразно устройство совмещенных водозаборов.

Рисунок 2 - Береговой водозабор совмещенного типа: 1 - береговой колодец; 2 - водоприемные окна; 3 - сороудерживающие решетки;4 - затворы (шиберы) для закрытия окон; 5 - плоские сетки; 6 - мостик для обслуживания решеток; 7 - колонка управления затворами;8 - насосная станция; 9 - насос; 10 - напорный трубопровод

Существуют и другие схемы совмещенных водозаборов. Представленная схема получила широкое распространение в инженерной практике. Насосы при таком исполнении находятся под заливом даже при самых низких уровнях воды в реке. Водозаборы берегового типа могут иметь в плане круглую, эллипсоидальную или прямоугольную форму, выбираемую в зависимости от места расположения водозабора, условий обтекания его водами реки и от используемого оборудования насосной станции.

Размеры водозабора, его основных элементов и оборудования (сеток, решеток, труб и др.) определяют частично путем гидравлического расчета и частично по соображениям конструктивного и эксплуатационного характера. Кроме того, водозабор проверяется на действии сил давления воды, льда и грунта (на всплытие, на опрокидывание, на сдвиг), а также на прочность при действии заданных нагрузок.

2.2 Речные водозаборы руслового типа

Водозаборы руслового типа чаще всего применяют при относительно пологом береге, когда требуемые для забора воды глубины в реке находятся на значительном расстоянии от берега. Кроме того, при пологом береге сезонные колебания уровня воды в реке вызывают затопление берега. А насосная станция должна быть расположена вне зоны затопления, поэтому длина труб от места приема воды до насосной станции получается весьма большой. Вода из реки в береговой колодец руслового водозабора поступает, как правило, по самотечным трубопроводам.

Схема руслового водозабора раздельного типа может быть представлена следующим образом:

Рисунок 3 - Русловой водозабор раздельного типа: 1 - водоприемные окна с решетками; 2 - оголовок; 3 - самотечные трубопроводы; 4 - береговой колодец; 5 - плоские съемные сетки; 6 - поперечная перегородка; 7 - колонка управления задвижками; 8 - всасывающие трубопроводы; 9 - насосная станция; 10 - напорные трубопроводы; 11 - камера переключения; 12 - задвижки; 13 - обратные клапаны; 14 - горизонтальные центробежные насосы

Приемные оголовки подразделяются на три вида: постоянно затопленные, затопляемые высокими водами, незатопляемые. Затопленные оголовки имеют в практике наиболее широкое распространение, т.к. значительно дешевле незатопляемых оголовков. Затопленные оголовки не подвергаются воздействию ледовых нагрузок. Оголовки бывают деревянными, бетонными или железобетонными. В последнее время применяются бетонные или железобетонные оголовки. Для обеспечения бесперебойной подачи воды все основные элементы водозаборных сооружений, как правило, дублируются. Поэтому, число самотечных линий, соединяющих оголовок с береговым колодцем (как и число их секций) должно быть не менее двух. Диаметр труб самотечных линий определяются в зависимости от заданного расхода и принятого значения расчетной скорости. Строительные нормы рекомендуют принимать для самотечных линий водозаборов руслового типа расчетную скорость движения воды в пределах от 0,7 до 1,5 м/с. большие значения следует принимать для больших расходов при большем содержании взвеси и при относительно малой длине линий. Но полностью предотвратить осаждение взвеси в самотечных трубопроводах не удается, поэтому их подвергают периодической очистке (промывка обратным током воды). Береговые колодцы, как и обычные водозаборы берегового типа, устраиваются раздельными или совмещаются с насосными станциями (последнее чаще).

3. Сооружения для забора подземных вод

Тип и конструкция сооружения для приема подземных вод зависит, в основном, от глубины их залегания и мощности водонасосного горизонта.

Сооружения для приема подземных вод могут быть разделены на четыре вида:

1. Трубчатые колодцы;

Трубчатые колодцы служат дли приема безнапорных и напорных подземных вод, залегающих на глубине более 10 м. Это самый распространенный вид водоприемных сооружений для систем водоснабжения промышленных предприятий. Трубчатые колодцы устраивают путем бурения в земле скважин, стенки которых крепят обсадными стальными трубами. По мере заглубления колодца диаметр обсадных труб уменьшают, в результате чего колодец приобретает телескопическую форму. Над верхом колодца делают кирпичную или бетонную камеру. В нижней части колодца устанавливают фильтр, состоящий из надфильтровой, водоприемной (фильтрующей) и отстойной частей. Трубчатые колодцы можно оборудовать фильтрами следующих типов: дырчатыми, щелевыми, сетчатыми, проволочными и гравийными.

Рисунок 4 - Трубчатые колодцы

Трубчатые колодцы могут использоваться для приема как безнапорных (рисунок а, б), так и напорных (рисунок в, г) подземных вод. В том, и в другом случае они могут быть доведены до подстилающего водоупорного пласта - «совершенные колодцы» (рисунок а, в) или заканчиваться в толще водоносного пласта - «несовершенные колодцы» (рисунок б, г).

В зависимости от требуемого расхода и мощности водоносного горизонта устраивается один или несколько трубчатых колодцев, располагаемых перпендикулярно направлению потока подземных вод (рисунок 5).

Рисунок 5 - Схема расположения трубчатых колодцев

При неглубоком залегании динамического уровня 1 подземные воды отводят из трубчатых колодцев по самотечным или сифонным трубопроводам 2 в сборный колодец 3, из которого их откачивают насосами насосной станции 4. применение сифонных трубопроводов позволяет уменьшать глубину заложения сборных трубопроводов. При глубоком залегании динамического уровня (более 20м от поверхности земли) каждый колодец оборудуют насосом.

2. Шахтные колодцы

Шахтные колодцы служат для приема подземных вод, залегающих на глубине не более 30м. Их выполняют из бетона, кирпича, бутового камня и дерева. Чаще всего шахтные колодцы строят опускным способом, поэтому они имеют обычно круглую форму в плане. Для приема воды дно шахтных колодцев устраивают в виде, так называемых, обратных фильтров путем послойной засыпки зернистых материалов с постепенным увеличением крупности зерен снизу вверх. В боковых стенках колодцев создают водоприемные отверстия. Для повышения дебета шахтных колодцев увеличивают площадь донного фильтра путем расширения основания. Для получения значительных расходов воды устраивают несколько шахтных колодцев, которые располагают перпендикулярно направлению потоков грунтовых вод. Воду из каждого колодца отводят в сборный колодец, из которого ее перекачивают насосами на очистные сооружения или к потребителям.

3. Горизонтальные водозаборы

Горизонтальные водозаборы устраивают для приема грунтовых вод, залегающих на небольшой глубине (до 8м), при малой мощности водонасосного горизонта. Их выполняют из железобетонных, бетонных или керамических труб с круглыми или щелевыми отверстиями. Для очистки и осмотра горизонтальных водозаборов через каждые 50…150м по их длине устраивают смотровые колодцы.

4. Каптажные камеры

Каптажные камеры применяют в системах водоснабжения при использовании ключевой воды. Для захвата вод восходящих ключей устраивают каптажные камеры по типу шахтных колодцев, располагая их над местами выходов воды, а для захвата вод нисходящих ключей выполняют камеры с приемом воды через боковые стенки. Для увеличения площади приема воды каптаж осуществляют в виде горизонтальных водозаборов.

Выводы

Система водоснабжения промышленного предприятия представляет собой комплекс сооружений, оборудования и трубопроводов, обеспечивающих забор воды из природного источника, очистку и ее обработку, транспортирование и подачу воды потребителям требуемых расходов и качества. В системах технического водоснабжения предусматриваются также сооружения и оборудование, необходимое для приема отработавшей воды и подготовки ее для повторного использования, а также станции очистки сточных вод. Требования к качеству воды хозяйственно-питьевого назначения и воды, идущей на технические цели (технической воды) различны. Поэтому на большинстве промышленных предприятий сооружают отдельную объединенную систему хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения и отдельную систему технического водоснабжения.

А на предприятиях с высокой пожароопасностью вынуждены создавать отдельные системы противопожарного водоснабжения.

Размещено на Allbest.ru