Водозаборные сооружения из поверхностных источников

метки: Сооружение, Водозаборный, Источник, Поверхностный, Водозабор, Сетка, Устройство, Решетка

Среди многих современные отраслей, направленных на повышение уровня жизни людей, благоустройства населённых мест и развития промышленности, водоснабжение занимает большое и почётное место.

Комплекс сооружений, осуществляющих задачи водоснабжения, т. е. получение воды из природных источников, её очистку, транспортирование и подачу потребителям, называется системой водоснабжения.

Выбор типа и конструкции водоприёмных сооружений зависит от местных природных условий в значительно большей степени, чем у всех остальных сооружений системы водоснабжения. Основное влияние на устройство водоприёмников оказывает характер используемых природных источников воды: гидрологические характеристики открытых водоёмов, условия залегания подземных вод.

Как и для выбора источника водоснабжения, для правильного решения задачи проектирования и строительства водоприёмных сооружений необходимо проведение обширных и детальных изысканий: гидрологических, геологических, гидрогеологических и т. д. Эти изыскания должны дать не только уверенность в возможности бесперебойного получения из выбранного источника требуемых количеств воды, но и все необходимые сведения для проектирования водоприёмных сооружений.

В настоящем курсовом проекте необходимо спроектировать водозабор на поверхностном водоисточнике.

Требования к водозаборам для приема поверхностных вод:

Сооружения должны обеспечивать бесперебойное снабжение потребителя водой возможно лучшего качества. Решение этой задачи достигается правильным выбором их места расположения (в плане и по глубине), типа и конструкции. Место расположения сооружения в плане следует выбирать как можно ближе к потребителю, на устойчивом участке водоема, в районе наименьшего загрязнения водоема (на реках выше населенных пунктов, промышленных предприятий и мест сбора сточных вод), вне участков ледяных заторов и интенсивного движения донных наносов.

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.

Водозаборы берегового типа могут иметь в плане круглую, элипсоидальную 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

Эксплуатация водозаборных сооружений

... водоснабжения города из поверхностного источника с водозабором руслового типа. Предпосылки к выбору створа водозаборного сооружения и обоснование проектируемого места расположения водозаборного узла Выбор берега на котором следует запроектировать водозаборное сооружение, ... уровней воды в реке. 1.3 Выбор типа водозаборного сооружения На крутых берегах – проектируют береговые водозаборные сооружения, ...

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.

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.

Таким образом, в курсовом проекте необходимо решить инженерную задачу проектирования водоприёмных сооружений с учётом гидрогеологических условий района водозабора и требований по обеспечению бесперебойности водоснабжения; подобрать основное и вспомогательное оборудование; разработать мероприятия по рыбозащите, по борьбе с шугой и льдом; организовать зону санитарной охраны водозабора.

Размеры водоприемного окна, мм	Основные размеры решётки, мм	Масса решетки, кг
	H	H 1	H 2	h	h 1	L	L 1
1250 Ч 2000	2600	2200	1986	120	60	1424	1404	253

При аварийном режиме для чистой решетки потери напора h _р.ав , м, составляют

(19)

5.3 Определение уровней воды в водоприемном отделении

С учетом потерь напора в решетке отметки уровня воды в водоприемном отделении можно определить по формулам

• минимальные:

1) при работе чистой решетки

(20)

2) при работе загрязненной решетки

(21)

3) при аварии

(22)

• максимальные:

1) при работе чистой решетки

(23)

2) при работе загрязненной решетки

(24)

3) при аварии

(25)

6. Определение размеров сеточных отверстий

Отверстия между водоприемным и всасывающим отделениями имеют съемные плоские или стационарные вращающиеся сетки. Плоские съемные сетки устанавливаются на водозаборах производительностью до 1 м ³ /с, забирающих воду из источников с небольшим ее загрязнением взвешенными веществами и планктоном, а стационарные вращающиеся — на водозаборах средней и большой производительности (более 1 м³ /с).

При значительном загрязнении воды взвесями и планктоном вращающиеся сетки устанавливаются и на водозаборах меньшей производительности.

Принимаем съемные плоские сетки, так как условия забора воды средние, категория надёжности подачи — II, водозабор малой производительности.

6.1 Подбор плоских сеток

Площадь сеточных отверстий рассчитывается по формуле (4).

Коэффициент стеснения сеточных отверстий проволокой сетки определяется по формуле

, (26)

Где d — диаметр проволоки сетки, 0,1 — 1,5 мм, принимаем d = 0,5 мм;

• а — размер ячеек сетки в свету, мм, подбирается в соответствии с диаметром извлекаемых частиц, а = 2 мм.

Скорость воды в ячейках сеток принимается зависимости от их конструкции: для плоских — 0,2…0,4 м/с, для вращающихся—0,8…1,2 м/с.

Учитывая тот факт, что при форсированном режиме скорость воды в ячейках сетки не должна увеличиваться более, чем в 1,2 раза по сравнению с допустимой, к расчету принимаем максимальное значение для плоских сеток, равное 0,33 м/с.

Тогда площадь сеточных отверстий

Принимаем стандартный размер перекрываемого отверстия — 1000Ч1250 мм, площадь отверстия м ² . Наружные размеры сетки: H = 2130 мм, L = 1630 мм.

6.2 Определение потерь напора в плоских сетках

Коэффициент гидравлического сопротивления сетки по расходу определяется по формуле

, (27)

где г _о.с — удельное гидравлическое сопротивление сетки, определяется в зависимости от номера сетки по [2, таблица 2]; для принятой сетки г_о.с = 0,044 с² /м.

Потери напора в незагрязненной сетке при нормальной работе водозабора

(28)

При предельном загрязнении сетки ( К _з = 1,5) потери напора в сетке

(29)

При форсированной работе водозабора

(30)

6.3 Определение уровней воды во всасывающем отделении

Расчетные отметки уровней воды во всасывающем отделении:

• минимальные:

1) при работе чистой сетки

31)

2) при работе загрязненной сетки

(32)

3) при аварии

(33)

• максимальные:

1) при работе чистой сетки

(34)

2) при работе загрязненной сетки

(35)

3) при аварии

(36)

7. Определение глубины источника в месте установки водозабора

Размеры водоприемных окон водозабора определяются исходя из необходимости обеспечения требуемой надежности их работы в зимний и весенний периоды года. Чтобы не допустить попадания донных наносов в водозабор, нижнюю кромку водоприемных окон следует располагать не менее чем на 0,5 м выше дна русла водоисточника (рисунок 2).

Образующийся перед входными окнами порог необходим для задержки выпадающих здесь наносов.

а — в зимний период; б — в летний период

Рисунок 2 — Расчетные условия работы водоприемных устройств

Для обеспечения нормальных условий забора воды верхняя кромка водоприемных окон должна находиться не менее чем на 0,2 м ниже ледового покрова и на 0,3 м ниже ложбины волны в водоисточнике (принимаем 0,3 и 0,4 м соответственно).

Глубина источника в месте расположения водозабора в зимний период H _и , м, определяется по формуле

(37)

Где Нок — высота водоприемных окон водозабора, Нок = 2,0 м;

0,9 — коэффициент характеризующий плотность льда и глубину его погружения в воду;

• Hл — толщина льда, hл = 0,49 м.

Глубина источника в месте расположения водозабора в летний период , м, определяется по формуле

(38)

где h _в — высота полуволны, h _в = 0,28 м.

Принимаем глубину источника в месте установки оголовка H _и = 3,08м.

Отметка дна источника в месте установки оголовка Z _д , м, равна

8. Проектирование и расчет оголовка

При проектировании водозаборов руслового типа решетки устраивают на входе в оголовок.

Тип оголовка ? железобетонный раструбный защищенный с боковым приемом воды.

Затопленные водоприемные оголовки водозаборных сооружений подвергаются воздействию силы тяжести G , сил взвешивающего Р и гидродинамического F давления воды. Они находятся в состоянии статической устойчивости только тогда, когда коэффициенты их устойчивости на сдвиг и опрокидывание не меньше нормируемых, а дно русла водоисточника вокруг оголовка не размывается.

, (39)

(40)

• (41)

где f — коэффициент трения подошвы оголовка по его основанию; принимается равным 0,45 при трении бетона по песку;

х _G , y _F , х _Р — плечи сил, действующих на оголовок сооружения относительно точки его опрокидывания;

|К _сдв |, |К _опр | — допустимые коэффициенты статической устойчивости оголовков соответственно на сдвиг и опрокидывание, принимаемые равными 1,1…1,4;

v _ф — фактическая скорость придонного течения потока в зоне расположения оголовка с учетом стеснения им сечения водоисточника, м/с;

v _доп — допустимая при данном состоянии дна водоисточника скорость неразмывающего потока, м/с.

Сила G , Н, находится по формуле

G = gm = g? сV _ог , (42)

где m — масса оголовка, кг;

с — плотность материала элементов оголовка, кг/м ³ ;

V _ог — объем оголовка.

Объем оголовка определяем за вычетом водоприемных окон и диффузора, то есть вычисляем объем материала, из которого выполнен оголовок. Материал корпуса оголовка — железобетон, загрузка — щебень гранитный. Тогда формула (39) примет вид

G = g( с_ж/б ·V _ж/б + с_загр ·V _загр ), (43)

где с _ж/б , с_загр — средняя плотность железобетона и насыпная плотность щебня гранитного соответственно; с_ж/б = 2500 кг/м³ ,

с _загр = 1500 кг/м³ ;

V _ж/б , V _загр — объем железобетонного корпуса и загрузки соответственно;

V _ж/б = 25,54 м³ , V _загр = 4,19 м³ .

Тогда объем оголовка

V _ог = V _ж/б + V _загр = 25,54 + 4,19 = 29,73 м³ . (44)

G = 9,81(2400

• 25,54 + 1500
• 4,19) = 662969,61 Н.

Сила взвешивания оголовка Р , Н, расположенного на хорошо проницаемых грунтах, определяется по формуле

р = g с_в V _ог ; (45)

где с _в — плотность воды, с_в = 1000 кг/м³ .

р = 9,81^. 1000^. 36,7=360027 Н.

Сила F , Н, гидродинамического воздействия потока на оголовок

, (46)

где ш — коэффициент лобового сопротивления оголовка потоку, рав- ный 0,6 для прямоугольного в плане профиля оголовка;

щ -площадь поперечного сечения той части оголовка, которая воспринимает гидродинамическое давление потока (расположенная над плоскостью дна источника перпендикулярно к потоку часть его вертикального сечения), щ = 19,44 м ² ;

v — скорость набегания потока на оголовок, принимаемая равной расчетной скорости течения воды в источнике, v = 0,8 м/с.

Плечо у _F силы F относительно точки О (рисунок 4) принимается равным h _ф + 0,6h , исходя из условия неравномерности распределения скоростей потока по вертикали.

Рисунок 4 — Схема сил, действующих на оголовок руслового водозабора

Таким образом, плечи сил имеют следующие значения: х _G = 3,2 м, y _F =1,62 м, х _Р = 2,7м.

Устойчивость русла водоисточника в месте расположения оголовка проверяется по условию (38).

При этом v _доп определяется по формуле

(47)

где v _доп — скорость придонного потока после создания сооружения, м/с;

Н — глубина потока у сооружения, Н = 2,7 м;

d — средний диаметр отложений на дне потока или каменного крепления ложа, d = 0,78 мм;

u — коэффициент качества воды источника, принимаемый равным 1,0 для потоков с наносами в коллоидном состоянии;

с _о , с_в — плотность донных отложений и воды соответственно; с_о = 2,2 т/м³ ,

с _в = 1,0 т/м³ ;

n — коэффициент перегрузки потока, определяемый по формуле

(48)

с — прочность на разрыв грунтов природного сложения, определяется по формуле

(49)

k — коэффициент, характеризующий вероятность отклонения показателя сцепления грунта от среднего значения, k = 0,5;

• Условие (41) соблюдается (0,78 м/с <
• 1,9 м/с), значит, устройства вокруг сооружения специального закрепления грунта не требуется.

9. Гидравлический расчет устройства для защиты сеток от прорыва

Для защиты сеток от прорыва используется устройство клапанного типа. При этом в каждой секции водозабора предусмотрена установка по одному такому устройству. Схема клапана приведена на рисунке 3.

1 — патрубок; 2 — регулирующий клапан; 3 — перемещаемый груз.

Рисунок 3 — Схема автоматически действующего клапана для защиты сеток от прорыва

Пропускная способность такого устройства , м ³ /с, составляет

(50)

Коэффициент расхода устройства равен

, (51)

Коэффициенты местных сопротивлений устройства включают сопротивление на входе потока в патрубок, повороте потока на 45° и выходе потоке под клапан устройства.

Сопротивление на входе потока в патрубок ж _вх = 0,5.

Коэффициент местного сопротивления при повороте на 45° ж _п = 0,35.

Коэффициент местного сопротивления при выходе потока под клапан

устройства ж _вых = 10.

Величина 2 g г₀ l щ² по сравнению с ?ж_м незначительна, поэтому ей можно пренебречь.

Требуемый диаметр устройства определяется , м, по формуле

, (52)

где h _пр — предельные потери напора при прохождении данного устройства, м, 0,2 — 0,3 м, принимаем h _пр = 0,2 м.

Полученное значение округляется до ближайшего большего стандартного диаметра. Принимаем требуемый диаметр устройства мм.

10. Определение параметров и рабочих характеристик основного и вспомогательного оборудования водозаборов

К основному оборудованию водозаборов из поверхностных источников относятся решетки, сетки, насосы, затворы и промывные устройства. Вспомогательное оборудование составляют гидроэлеваторы для откачки наносов из водоприемных камер, компрессоры, вакуум-насосы, дренажные насосы, грузоподъемное оборудование, оборудование для обогрева решеток, устройства для промывки сеток, решеток, самотечных линий и т. д.

Параметры основных насосов находят исходя из требуемой надежности подачи воды на очистные сооружения. Количество насосных агрегатов принимается равным:

• для 1-й категории — на каждую секцию 1 рабочий, 1 резервный;
• для 2-ой категории — на каждую секцию 1 рабочий, если 2 секции — 1 резервный, если три секции — 2 резервных.

Принимаем 1 рабочий на каждую секцию и 1 резервный.

Напор насосов определяется по формуле

, (53)

	где	—	отметка точки излива воды из водовода на очистные сооружениях, принимаемая равной отметке воды в смесителе очистных сооружений, м, равная м;
		—	минимальная отметка воды во всасывающем отделении водозабора, равная м;
		—	коэффициент удельного гидравлического сопротивления одной нитки водовода, с 2 /м6 , с2 /м6 , с2 /м6 ;
		—	длина напорного и всасывающего водовода соответственно, м, м;
		—	число ниток в водоводе, равное 2;
		—	производительность водозабора, м 3 /с, равная 0,69 м3 /с;
		—	свободный напор на изливе из водовода, м, 0,5 — 1,0 м, принимаем м.

По расчетному напору (м) и расходу каждой секции при аварийном режиме (м ³ /с) подбираем марку насосов, диаметр всасывающих и напорных линий.

Принимаем насос марки Д2000-21, подача составляет 0,48 м ³ /с, напор равен 21 м, частота вращения рабочего колеса n = 960 об/мин, мощность насоса 132 кВт, КПД насоса 83 %, допустимая вакуумметрическая высота всасывания равна 5м, диаметр рабочего колеса 525 мм [4].

Диаметр всасывающих и напорных линий , м, по [5], определяется по формуле

, (54)

где — рекомендуемая скорость движения воды в водоводах.

Для всасывающего трубопровода , мм, равен

Для всасывающего трубопровода принимаем мм.

Преобразовав формулу (53) получим выражение для определения фактической скорости

Подставив значения предложенного диаметра, получаем значение фактической скорости

Диаметр напорного трубопровода , м, равен

Для напорного трубопровода принимаем мм.

Отметка осей основных насосов , м, принимается не выше

, (55)

Расход воды на промывку сеток, , м ³ /с, определяется по формуле

, (56)

Суммарный расход воды на промывку сеток водозабора не превышает 2 % от его расчетной производительности. Расходах воды на промывку не превышает , следовательно, гидравлические способы регенерации сеток являются экономически выгодными.

Гидроэлеваторы для откачки ила и отложившихся в приемных камерах взвесей подбираются по их расчетным производительности и напору Н .

Производительность гидроэлеватора , м ³ /ч, определяется по формуле

, (57)

		—	плотность взвесей, равная 2500 кг/м 3 ;
		—	расчетное время откачки взвесей, равное 8 ч;
		—	концентрация взвесей в откачиваемой пульпе, равная 0,02.

Масса извлекаемых из воды сетками взвешенных веществ, , кг/сут, определяется по формуле

, (58)

Производительность гидроэлеваторов , м ³ /ч

Напор гидроэлеватора — сумма геометрической высоты подъема взвесей и потерь напора при их транспортировке от места отложения к месту складирования. Напор рабочего потока воды в гидроэлеваторе , м, должен быть не меньше

, (59)

Напор гидроэлеватора , м, определяется по формуле

, (60)

, (61)

где — отметка пола наземной части берегового колодца, м, равная 118,2м.

м.

Расходы воды рабочего потока гидроэлеватора, , ,м ³ /ч, и общего потока в системе откачки взвесей на выходе из гидроэлеватора , м³ /ч, соответственно равны

; (62)

• (63)

Подставляем численные значения

м ³ /ч;

м ³ /ч.

Параметры вакуумно-компрессорного оборудования, применяемого для промывки самотечных линий и обдувки решеток водозабора, определяются в соответствии с размерами этих линий, а также исходя из площади водозаборных окон и расчетной интенсивности обдувки решеток, равной 0,1 — 0,2 м ³ /с на 1 м² окна.

Тип и параметры грузоподъемного оборудования зависят от его назначения и требуемой грузоподъемности. Для обслуживания решеток применяют кошки и тали. Тали применяют, если требуется подъем и опускание обслуживаемого элемента, в случае необходимости перемещения элемента по определенному направлению пользуются кошками и талями.

Грузоподъемность кошек и талей принимается исходя из необходимости преодоления ими силы тяжести решеток и силы их трения в пазах. Грузоподъемность этих устройств находится по формуле

, (64)

кг.

Для монтажа и демонтажа негромоздкого насосного оборудования, задвижек, обратных клапанов и т. п. применяют тали и кран-балки. Они обеспечивают перемещение грузов, как по вертикали, так и по горизонтали. Грузоподъемность этих устройств определяется по массе наибольшей монтажной единицы. Крупные монтажные единицы монтируют с помощью мостовых кранов. Они применяются на водозаборах большой производительности с использованием мощных насосных агрегатов.

При выборе типа грузоподъемных устройств учитывается возможность использования их для съема монтажных единиц с транспортного средства и доставки их к месту установки. С этой целью в перекрытиях водозаборных сооружений устраивается система монтажных люков, а в стенах — дверные проемы для подачи в здание водозабора монтируемых элементов автомобильным или другим видом транспорта. Для этого на водозаборах небольшой производительности предусматривается возможность вывода грузоподъемных устройств за пределы здания водозабора.

Особое внимание на коммунальных водозаборах должно быть уделено их основному насосному оборудованию, осуществляющему перекачку воды из источника на очистные сооружения. Кратность изменения подачи воды этим оборудованием обычно не превышает 2. При этом изменение подачи осуществляется только лишь по характерным суткам. Напоры же вследствие значительных колебаний уровня воды в источнике и относительно больших колебаний геометрической высоты подъема воды изменяются более интенсивно. Это оказывает влияние на выбор типа насосов водозаборных сооружений и способов регулирования их подачи. Практически во всех случаях при выборе насосного оборудования для водозаборных сооружений предпочтение следует отдавать насосным агрегатам с крутопадающими рабочими характеристиками.11. Рыбозащитные мероприятия

Проблема рыбозащиты при эксплуатации водозаборных сооружений не менее сложна, чем многие другие проблемы водозабора, и требует научного подхода. Проектирование и строительство водозаборных сооружений должно всегда производиться с учетом защиты от рыб, а рыбозащитные устройства должны рассматриваться как неотъемлемые элементы водозаборов. В настоящее время ни один проект водозаборного сооружения не может быть утвержден и принят к строительству без согласования с органами рыбоохраны, при этом, естественно, согласование возможно только в том случае, если проектом предусматриваются рыбозащитные сооружения и мероприятия. Вопросы экономического обоснования проектирования рыбозащитных устройств следует рассматривать, как и вопросы экономического обоснования проектирования других частей и устройств водозаборных сооружений, путем сопоставления различных конструктивных решений и выбора наиболее эффективных и экономичных.

Из существующих водозаборных сооружений наиболее полно обеспечивают защиту рыб фильтрующие, комбинированные, глубинные водозаборные сооружения, а также речные русловые водозаборы с затопленными оголовками, если скорость обтекания их речным потоком более чем в 3 раза превышает скорость входа в водоприемные отверстия. Полностью исключается попадание рыб в инфильтрационные водозаборы. Для таких водозаборов, а также водозаборных сооружений малой производительности, в которых сороудерживающие решетки на период ската рыбной молоди заменяются сетками с достаточно малой величиной ячеек с периодической промывкой их обратным током воды, дополнительные рыбозащитные устройства можно не предусматривать.

Для всех остальных водозаборов, устраиваемых на реках, озерах, водохранилищах рыбохозяйственного значения, должны предусматриваться соответствующие рыбозащитные устройства. В настоящее время в районе водозабора применяют рыбозащитные устройства трех групп: механические, гидравлические и физиологические.

К первой группе относятся: механические препятствия для задержания рыб на пути их движения в виде сетчатых полотен, жалюзи или фильтров, и др., а также простейшие механические заграждения (плетни, решетки, фильтры из каменных набросок, растительные фильтры и др.), фильтрующие водозаборы, сетчатые заграждения — плоские сетки, плоские сетки с рыбоотводами и сетчатые барабаны.

К группе гидравлических рыбозаградителей относятся: струенаправляющие устройства, с помощью которых в водотоках создают гидравлические условия для направления движения рыб у гидротехнических сооружений, а также запани, жалюзи и отбойные козырьки.

К группе физиологических рыбозаградителей относятся системы, служащие для задержания рыб путем образования в воде электрических, световых и звуковых полей, завес из воздушных пузырьков и т. п. Эти заградители основаны на отпугивании рыб от водозаборного сооружения благодаря неприятным ощущенииям, которые вызывают у них различные раздражители.

В нашей стране в основном находят применение механические и электрические заградители. За рубежом известны случаи применения гидравлических заградителей типа жалюзи, а также заградителей в виде световых полей, завес из пузырьков воздуха. Проблема эффективной и надежной защиты рыб, в особенности на крупных водозаборах, решена еще недостаточно. Слабо изучены такие факторы, как звук, свет, поле из пузырьков воздуха, почти отсутствуют данные по применению для рыбозащиты комплексных методов.

В данном курсовой работе применяем физиологические рыбозаградители служащие для задержания рыб путем образования в воде завес из воздушных пузырьков.

12. Мероприятия по борьбе с наносами, шугой, обрастанием и

обмерзанием решеток

Главными средствами борьбы с шугой и льдом являются правильный выбор места расположения водозаборных сооружений и типа водозабора и его конструктивных элементов. Помимо этого, эффективны такие общие средства, как выпрямление русла реки на участке расположения водозабора или изменение динамического состояния потока путем устройства непосредственно у водозабора различного рода струенаправляющих дамб и сооружений. Однако применять методы регулирования русла следует только в том случае, когда на участке реки нет естественного места, обеспечивающего достаточно надежные условия забора воды. Как указывает практика строительства и эксплуатации водозаборных сооружений, лучше приспосабливаться к естественному режиму реки, чем изменять его.

Еще одним достаточно надежным общим средством защиты водозаборных сооружений от шуги является обеспечение очень малых скоростей поступления воды в их водоприемные отверстия. При этом, чем интенсивнее происходит шугообразование в речной воде, тем меньшей должна быть скорость ее поступления (0,05 — 0,01 м/с).

Однако далеко не во всех случаях представляется возможным увеличивать площадь входных отверстий настолько, чтобы достичь указанных скоростей (в частности, при большой производительности водозаборов).

Остальные средства и методы защиты водозаборных сооружений от донного льда и шуги в значительной степени зависят от конкретных условий шуго-ледового режима реки, производительности водозабора, требуемых степени надежности, категории забора и подачи воды. При малом количестве шуги в реке и небольшой производительности водозабора достаточно надежными средствами могут быть: применение сороудерживающих решеток из гидрофобных материалов или из металлических стержней с гидрофобными покрытиями; применение специальных водоприемных устройств (оголовков) типа фильтрующих: деревянных ряжевых, железобетонных конструкции ВНИИВодгео и т. п.; применение плавучих ограждающих устройств (шугоотбойников) в виде запаней в сочетании с небольшими скоростями поступления воды в водоприемные отверстия.

При среднем количестве шуги в реке и небольшой и средней производительности водозаборов для защиты водозаборных сооружений можно применять все перечисленное выше в сочетании с дублированием водоприемных устройств (оголовков), располагаемых на расстоянии, исключающем возможность одновременного перерыва забора воды. Для водозаборов средней и большой производительности в этих условиях следует использовать электрообогрев стержней сороудерживающих решеток или подогрев масс воды непосредственно перед входными отверстиями водозабора паром или теплой водой. Естественно, последнее экономически целесообразно только при наличии у водозабора избыточного пара или теплой воды. Обогревают решетки на водозаборах берегового типа и практически не применяют в русловых водозаборах из-за недоступности входных отверстий в зимнее время. Для надежной работы русловые водозаборы должны быть оборудованы промывными устройствами, позволяющими в любое время освободить самотечные или сифонные водоводы и решетки оголовков от шуги и сора.

При большом количестве шуги в реке и небольшой и средней производительности водозаборов могут применяться те же способы защиты, что и при среднем количестве шуги, но с условием забора воды в двух створах, расположенных на расстоянии, исключающем одновременный перерыв в подаче воды. Производительность каждого из таких водозаборов должна приниматься для первой категории надежности 75%, для второй категории надежности 50% расчетного расхода. При большой, а иногда и средней производительности водозабора целесообразно устраивать водоприемные ковши, гарантирующие надежную защиту водозабора от шуги и донного льда.

Широко используемый в практике защиты водозаборов от шуги электрообогрев решеток производят электрическим током напряжением 50 — 150 В. Для этого решетки, изготовленные из полосовой или круглой стали, превращают в реостаты. Мощность, затрачиваемая на электрообогрев решеток, колеблется в пределах 3,5 — 8 кВт/м3 воды или от 1 до 8 кВт на 1 м2 поверхности решеток. Ориентировочно расход пара для обогрева решеток составляет 0,15 — 0,2 кг на 1 м3 воды.

В данном курсовой работе принимается электрический обогрев решеток, для этого к стержням подводят требуемое по расчету напряжение. Проходящий по стержням ток подогревает решетку, и закупорка шугой исключается.