Устройство параллельных линий водоводов

По мере роста потребления воды пропускная способность су­ществующего водовода может оказаться недостаточной для по­дачи потребителю большего расхода воды Q. Для увеличения

Рис. 3.25. Устройство параллельных линий водоводов. Схема повышения производительности водовода:

а — увеличение гидравлического уклона; б — устройство параллельной линии; в — пе­реключения на параллельных водоводах; 1 — пьезометрическая линия при аварии в точ­ке, отмеченной крестом; 2 — пьезометрическая линия при нормальной работе водовода; 3,4 и 5 — различные схемы переключения; 6 — водовыпуск; НС — насосная станция; Р— резервуары.

подачи воды по водоводу нужно повысить отметку пьезометри­ческой линии, которая создается в начальной точке водовода (рис. 3.25, а), до Н2 или, сохраняя первоначальную отметку Н1 уменьшить сопротивление водовода так, чтобы при пропуске увеличенного расхода общая потеря напора по водоводу не пре­вышала h= H1-H (рис. 3.25, б).

С этой целью прокладывают по всей длине водовода или по части его вторую параллельную линию труб пр. На участках тп и рг при пропуске увеличенного расхода воды по одной ли­нии водовода потери напора повышаются, а на участке пр рас­ход пропускается по двум ниткам трубопровода, поэтому потери напора в сравнении с первоначальными уменьшаются. Суммар­ная же величина потерь напора по всему водоводу остается без изменения

h1+h2+h3=h.

Переключения на водоводах. Водоводы из нескольких линий труб прокладывают также для большей надежности подачи воды. Бесперебойное водоснабжение может быть обеспечено устройством резервуаров соответствующей вместимости или про­кладкой нескольких ниток водовода. Выбор определяется эко­номическими соображениями, а также учетом местных условий (возможность длительного хранения воды без ухудшения ее ка­чества, условия строительства резервуаров и водоводов, плани­ровка, перспективы роста водопотребления и т. п.).

Вопрос о числе ниток (линий) водовода решают в зависимо­сти от возможности кратковременного перерыва в подаче воды потребителю при авариях на водоводе.

При нормальной работе водовода весь расход воды пропус­кается по двум линиям (на рис. 3.25, в пьезометрическая ли­ния 2), то есть по каждой линии проходит Qав/2. При аварии (на рис. 3.25, в место аварии отмечено крестом) аварийный расход воды (Зав проходит полностью через линию, параллельную ава­рийному участку, а на остальных участках — в количестве Qав /2.

При этом

Qав = φ1Q1.где φ1<1—коэффициент допустимого при аварии уменьшения нормального расхода воды.

СНиП определяет для водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий с пожарным расходом воды более 25 л/с значение φ1 не менее 0,7. При меньших пожарных расхо­дах допускается подача воды в запасные резервуары по одному водоводу. Значение φ1 в каждом конкретном случае следует устанавливать из условий эксплуатации водопровода, учитывая допустимое снижение расхода воды по водоводу при аварии.

Обычно для упрощения ремонта и строительства параллель­ные линии водоводов устраивают из труб одного диаметра. Соединительные линии при небольшой их длине можно делать из труб меньшего диаметра, что позволит также уменьшить диа­метр задвижек «а них. Различные схемы узлов в колодцах пере­ключений приведены на рисунке 3.25, в. При схеме 3 ремонт задвижки на соединительной линии вызывает необходимость прекращения подачи воды по двум линиям водовода.Целесообразно колодцы переключения совмещать с различ­ными устройствами «а водоводе (водовыпуски, вантузы и т. д.).

16. Расчет сети на случай пожара.Расчетный расход воды на наружное пожаротушение и расчетное число одновременных пожаров n в НП зависит от числа жителей в нем и этажности зданий. Расчетный расход воды для тушения внутреннего пожара опр-ют по СНиП 2.04.02-84. Предварительность расчета: 1.Намечают место пожара(обычно оно самое удаленное). Узловой расход опр-ют путем прибавления расхода воды, необходимого для тушения одного наружного и внутреннего пожаров, к узловому расходу qi. Расходы остальных узлов остаются такими же как и при расчете сети. Секундный расход:qсек.пож.=qi+qн.п.+qв.п..Расход воды, притекающей к узлу1 по уч-ку Б-1: q=qпож.-qБ-1.Зная общий расход, поступающий на кольцевую сеть при пожаре, и узловые расходы, намечают точку схода истоков, направления движения воды по уч-ам сети, задаются прикидочными расходами на уч-ах сети. Затем находят потери напора и увязывают сеть: h=Sq2=KAlq2. Вводят поправочный расход: Δq=±Δh/2∑ (Sq).Затем проверяют работу тупиков при нормальном пожарном режиме и аварии во время пожара на одной нитки.

17. Соор-я на сети. меропр-ия по организации водосн-ия относятся: 1) добыча воды; 2) улучшении ее качества; 3) подъем воды насосными установками; 4) транспортировка воды от источника до потребления; 5) распределение воды м/у потребителями и создание условия для наиболее удобного и целесообразного получения ее каждым потребителем. Общая схема соор-ий выполняющих основные производственные функции: 1-вододобывающие соор-я; 2-насосные станции 1-го подъема; 3-соор-ия по улучшению качества воды; 4-насосные станции 2-го подъема; 5-водовод; 6-водонапорная башня; 7-распределительная сеть. Факторы определяющие очередность и необходимость соор-ий: -- местные условия; -- требования предъявляемые к качеству воды; -- характер водных ресурсов. Чтобы правильно распределить указанные соор-ия и определить их размеры необходимо знать какое количество воды используется той или иной частью НП. Для этого необходимо знать число и состав водопотребителей. В СНП это м/б: 1)индивид-ые нужды насел-ия; 2)коммунально-бытовые нужды; 3)расход пром-ым предприятием расположенный в данном НП; 4)расход на обслуживание животных и содержание разл-ых с/х машин.

18. Типы и устройства водоводов. Вода от места ее добывания д/б подана к месту водопотребления. Эта производственная операция наз-ся транспортированием воды. Сущ-ет 2 способа трансп-ия воды: перевозке ее в различной по вместимости таре и транспортировать по трубам и каналам. В с/х водосн-ии большое значение имеет водоводы, т.е. та часть водопровода, по которой вода доставляется от места добывания до центра потребления воды. По способу создания напора, необх-ое для перемещения воды по водоводам, их можно разделить самотечно-напорные, нагнетательно-напорные, самотечные( гравитационные) и комбинированные. Для возможности применения самотечно-напорного водовода необх-ма, чтобы уровень воды в резервуаре, который питает водовод, была больше уровня воды в питаемом резервуаре на h – размер потерь напора по водоводу при пропуске заданного расхода воды. Отличительными признаками самотечно-напорного водовода: превышение линии статического напора над линией гидродинамического напора, поэтому прочность труб рассчит-ся в этом типе водовода по статическому напору; линия труб расположена ниже линии гидрадинамического напора. Нагнетательно-напорный водовод применяют когда уровень воды в ист-ке водосн-ия ниже уровня воды в питаемом резервуаре. Напор для перемещения воды по водоводу создается насосной станцией. Отличительные признаки: линия гидродинамического напора проходит выше линии труб. В самотечно-напорном и нагнетательно-напорном водоводах трубы укладывают на определенной глубине от поверх-ти земли, следуя рельефу поверх-ти. В каждом случае необходимо применять такую конструкцию и такой тип водовода, при которых стоимость транспортирования 1 м3 воды была бы наименьшей, а надежность действия водовода наибольшей.

19. Методы расчета вертикальных водозаборов. Основы расчета воды вертикальных водозаборов предложил Дюпюи в 1857 году, которые основаны на следующих допущениях: 1)зеркало грунтовых горизонтально, поверхность подстилающего водоупорного слоя горизонтально. Схема притока воды к колодцу опущенному в безнапорный водоносный грунт. РИСУНОК. r<х<Rд, h0<y<H (2). Количество воды притекающей к колодцу через поверхность какой- либо поверхности равного напора ωэ(линия ab) при известном коэф. фильтрации будет q= ωэКфdy/dS (1), где dy – разность отметок напора на эквипотенциальной поверхности ac и ближайшей эквипотенциальной поверхности a1c1, находящейся от первой по линии токов на расстоянии dS. Формула (1) при допущении (2): q=πКф(H2-h02 )/ln Rд/r. Если колодец опущен в напорный водоносный пласт, то пьезометрическая поверхность подземных вод, секомая плоскостью АА, находится выше кровли пласта ББ. Количество воды, протекающей через цилиндрическую поверхность, находящуюся на расстоянии х от оси колодца, будет q=2πхmКф(dy/dx). Интегрируя получаем q=2πmКф(H-h0/ln(Rд/ r0)). Переходя к десятичным логарифмам получаем: q=2,72mКф(H-h0/lgRд/r0). Справедливо лишь при понижениях уровня воды в колодце, при которых h0>m.

РИСУНОК. Схема притока воды к колодцу в напорном водоносном пласте.

20.Захват подземных вод группой колодцев. РИСУНОК. Общая схема группового колодца: 1- водозаборные колодцы, 2 – сборный водовод, 3- сборный колодец, 4- гидроизогипсы. При размещении группы колодцев необходимо учитывать следующее: 1) для каптирования наибольшего количества подземной воды с наименьшими эксплуатационными затратами необходимо располагать колодцы в один ряд, нормальный к направлению движения грунтового потока. 2) колодцы располагают в местах с максимальной водопроводимостью.3) целесообразно устраивать колодцы в речных долинах и на речных террасах.4) не рекомендуется располагать колодцы в местах, затапливаемых поверхностными водами. 5) следует размещать колодцы в понижениях подстилающего водоупорного слоя. 6) при благоприятных условиях размещать каптаж на отметках позволяющих подавать воду самотеком. Необходимость в возникновении группы колодцев произошла из-за недостаточной производительности одного колодца для удовлетворения потребности в воде. Основные центры водопотребления с/х расходуют воду в количестве, которое не может обеспечить один колодец.

22. Водозабор из каналов и рек с малой глубиной.Каналы используют когда другие источники отсутствуют или находятся на значительном расстоянии. Недостаток канала оросительных и обводнительных): периодичность действия, что требует предусмотреть емкости. Если воду забирают из канала, то проектируют русловой водозабор ( состоит из водоприемника, самотечных линий, береговых колодцев). Забор воды из небольших каналов нежелателен, т.к. здесь вода неудовлетворительного качества; водозаборы стесняют сечение каналов, что плохо сказывается на гидравлическом режиме. Забор воды из рек с малой глубиной осуществляется несколькими способами:1) отрывают в дне углубленной прорези, применяют водозаборные ковши;2) поднимают воду и проводят работу по регулированию русел;3) захват воды скважинами или лучевыми водозаборами

21. Сооружения для забора воды из поверхностных источников.Береговые водоприемники устраиваются на берегу или в непосредственной близости к берегу. Выбор между береговым и русловым водоприемником делается на основании следующих соображений: 1) применение береговых водоприемников возможно только при наличии достаточных глубин у берега, что наблюдается при берегах с откосами не менее чем 1:2 или 1:2,5. 2) при пологих берегах водоприемник относят от берега к глубокому месту с расчетом, что водоприемное отверстие находится на 0,5 – 0,8м от дна и 1-1,5м от поверхности дна. 3) при устойчивом дне и опасности заноса водоприемник можно устроить у берега и вырыть в дне реки канал, подводящей к водоприемнику и обеспечивающий необходимую глубину. Водоприемник питьевого водоснабжения при получаемом качестве воды в русле следует устраивать руслового типа. При выборе местоположения водоприемника следует обеспечить в соответствии со СНиПом необходимой степени надежности. 1 степень: бесперебойный отбор расчетного расхода воды,2 степень: возможность перерыва в подаче воды до 5 часов или снижение ее подачи в течении 1 месяца, 3 степень: отбор воды может прекращаться до 3 суток. Устройство водоприемника влияет на режим реки, изменяется распределение скоростей воды. РИСУНОК.1- водоприемник, 2- вихревая зона,b- длина выступа водоприемника в русло, с-ширина вихревой зоны. В верхних слоях с=1,06 в придонных с=1,56. Береговые водоприемники существуют защитные и не защитные. Защитные устраивают для забора воды более 0,5м3/сек при крутых берегах с достаточными береговой зоне глубинами типа мостового устоя. РИСУНОК.1 – сетка,2-скала. При наличии электроэнергии и достаточно благоприятных условиях для устройства основные береговые водоприемники типа мостового устоя совмещают с насосной станцией. Вода из реки поступает через окна в стенах водоприемника. Они располагаются на различных глубинах, это позволяет забирать воду из разных по высоте слоев потока. Для задерживания более мелких примесей, содержащихся в воде водоприемник может быть разделен съемными фильтровальными сетками на 2 отделения.

23. Особенности забора воды из водохранилища и озер. Водохранилища и озера можно рассматривать как водоемы, имеющие много общего. Крупные водохранилища, которые образуются путем плотин, решают комплексные задачи: водоснабжения, водного транспорта, энергетики. При их проектировании учитывают следующие показатели водохранилищ и озер: размер и объем водохр-ща, волнообразования и степень волнения волн, загрязненность, биологическая характеристика водоема, а также качество воды. Особенности водохранилища и озер, которые необходимо учитывать при проектировании, яв-ся изменение качества воды. Оно меняется по сезонам года, по длине водоема, по глубине. Поэтому водоприемник относят дальше от берега, учитывая возможность переработки берега. Наиболее удачным для забора воды из водохранилища и озер считается водоприемник руслового типа с забором на разных отметках. В озерах водоприемные отверстия располагают на высоте 1,5-2м и больше от поверхности воды, чтобы избежать захвата планктона. Обязательно учитывают заиление.

24. Береговой колодец. Промывка колодца. Береговой колодец – элемент водозабора руслового типа, в котором находится концы самотечных линий. Он состоит из надземных и подземных частей. Подземная часть обычно в плане круглая, имеет по две приемные и две всасывающие секции. Размеры в плане определяют из условий размещения оборудования: размеров труб и др. оборудования, условия монтажа, демонтажа и ремонта. Размеры по вертикали соответствуют уровню воды в колодце и размещению оборудования. Между приемным и всасывающим отделениями находятся сетки. Колодец выполняет функции и первичного отстойника(приемное отделение). Сетки в береговых колодцах, через которые проходит вода из приемного отделения во всасывающее, могут быть плоские(подъемные) и вращаться. Тип и размер сеток подбирают по справочникам. Отметки воды в береговых колодцах определяют в соответствии уровню воды в реке и потерь напора при разных режимах самотека труб: при УНВ, УВВ, при аварии. Схема размещения берегового колодца с насосной станции первого подъема.

Рисунок. Эта схема используется, если река в период высоких вод не выходит из берегов.

рисунок 2. если при паводке река затопляет, тогда используют вертикальный центробежный насос.

РИСУНОК 3. Прокладывают сифонный трубопровод, т.к. укладка самотечных линий трудна и дорого. Для берегового колодца обязательно установление приспособлений для очисти от осадков. Лучше применять водоструйный насос. Он нужен для промывки берегового колодца. Другое название гидроэлеватор – эжектор, который питается от насосной станции первого подъема.