Насосные станции

Насосная станция – это комплекс гидротехнических сооружений и насосно-энергетического оборудования, который предназначается для забора воды из водных источников и подачи ее в напорный резервуар или в водораспределительную сеть. Основной частью насосных станций является насосная установка – это насос совместно с двигателем, передачей, втягивающим и напорным трубопроводами, клапанами (приемным и напорным), мусорозадерживающей сеткой, заслонкой на напорном трубопроводе и измерительными приборами (манометром, вакуумметром и др.). Насос с двигателем, который соединяется передаточным механизмом (муфтой, редуктором, приводным ремнем), называется насосным агрегатом.

Гидравлический расчет насосной станции заключается в определении ее продуктивности, полного напора и мощности.

Общий напор насосной станции состоит из потерь внутри насоса, разницы отметок станции водоподготовки и уровня мертвого объема, т.е. 12,1 м (4,0 + (14,5 – 6,4).

Мощность водопроводной насосной станции, которая подает воду от пруда до станции водоподготовки, определяется по формуле:

N = K × 9,80 × Q × H / η = 1,15 × 9,80 × 0,027 × 12,1 / 0,6 = 6,14 кВт,

где К – коэффициент запаса на перегрузках двигателя (1,15);

Q – расход воды насосной станции на пруду, равный 0,0055 м³/с;

H – напор насосной станции, равный 12,1 м;

η – коэффициент полезного действия насоса (0,6).

Диаметр трубопровода для подачи воды от пруда к насосной станции определяется по формуле:

d = ,

где λ – коэффициент сопротивления по длине (0,03), А – удельное сопротивление трубы на 1 пог. м при расходе воды 1 м³/с, которое определяется по формуле:

А = h_l / L × Q² = 10,85 / 480 × 0,027² = 31,007;

где L – длина трубопровода от станции водоподготовки до середины плотины, т. е. 482,5 м; h_l – потери напора по длине, которые определяются по формуле:

h_l = H – (h_m+ h_o) = 12,1 – (1,2 + 0,05) = 10,85 м,

где Н – общий напор, равный 11,2 м, т.к. (14 – 6,8 + 4,0); h_o – скоростной напор, определяемый по формуле: h_o = υ²/2g = 1 / 19,62 = 0,05 м; h_m – местные потери, составляющие 10% от суммы h_l и h_m (Н 12,1 – 0,05 h_o = 12,05 м), т. е. 1,2 м (12,05 ×0,1).

Диаметр трубопровода будет равен 0,15 м:

d = = 0,15 м.

Учитывая стандарты труб, принимаем диаметр трубопровода 150 мм, т. е. 0,15 м.

5.Расчет водопотребления и источников водоснабжения

Вода, кроме водных устройств, необходима для полива дорожек и покрытий, а также зеленых насаждений, газонов и цветников. Для этого составим водный баланс парка. Расчет потребности воды на указанные цели состоит в следующем.

Из общей площади парка, равной 70,14 га вычитается площадь пруда, равная 8,16 га. Остальная площадь, составляющая 61,98 га, приходится на дорожки, проезды, зеленые насаждения, газоны и цветники. Площадь дорожек и проездов составляет около 10 % от оставшейся площади, а именно 6,198 га, из которых приблизительно ¾ имеют твердое покрытие, т.е. 4,649 га. Одна половина остальной площади (55,782 га) приходится на зеленые насаждения – 27,891 га, а другая на газоны и цветники – 27,891 га.

Парк культуры и отдыха будет функционировать в нормальном режиме с 1 мая по 30 сентября, т. е. 153 дня. Дорожки и проезды с твердым покрытием требуют полива через 5 суток. Таким образом, за сезон будет сделано 30 поливов. Расход воды за один полив составляет 0,4 л/м².

При поливе зеленых насаждений расход воды составляет 4 л/м². При поливе зеленые насаждения будут иметь потребность на протяжении одного месяца через пять суток (всего 6 поливов), а газоны и цветники на протяжении 1,5 месяца через двое суток (20 поливов). Расход воды при поливе газонов и цветников составляет 5 л/м².

Таким образом, на сезон для полива дорожек и проездов с твердым покрытием требуется воды: 30 × 0,4 × 4,649 = 55,788 л (0,06 м³), для полива зеленых насаждений на сезон расходуется 6 × 4 × 27,891 = 669,384 л (0,67 м³), для газонов и цветников – 20 × 5 × 27,891 = 2789,1 л (2,79 м³).

Объем воды для работы водных устройств (фонтан, каскады, пороги, питьевые фонтанчики, источники, бассейн) определяется на основании установленного ранее расхода ими воды и продолжительности работы (12 часов в сутки на протяжении 5 месяцев, т.е. 6609600 с), и составляет для: фонтана – 13219 м³; системы (каскады, пороги) – 4758912 м³; фонтанчиков – 3965,76 м³; источников – 198,29 м³; бассейна – 991440 м³.

Таким образом, расходная часть водного баланса нашего парка составит 5767735,05 м³. Максимальный суточный расход воды составит 37697,6 м³.

Приходная часть водного баланса, включающая полезный объем пруда 41335,5 м³ и расход буровой скважины 105753,6 м³, составит 147089,1 м³.

6.Укрепление береговой полосы и защита территории парка от затопления паводковыми водами

Река – это поверхностный водосток, который протекает по более или менее размытому руслу и взаимодействует с руслом. Изменение во времени параметров потока и его энергия вызывают деформацию русла. Примером таких деформаций могут служить: смывание дождевыми и талыми водами прибрежных земель; изменение русла, которое сопровождается отходом стержня потока от водозаборных сооружений; размыв берегов с последующим разрушением прибрежных земель, дорог и строений; разлив рек, который вызывает кратковременное затопление прибрежных земель и т.д. [1].

В связи с этим речные потоки в естественном состоянии не всегда можно использовать для разных хозяйственных целей без соответствующего регулирования их режима. Методы регулирования русла на том или ином участке реки, типы и конструкции сооружений, которые применяются при этом, могут быть очень разные. Они зависят от характера русловых процессов, вида отрицательных проявлений потока, цели решаемой хозяйственной задачи, наличия и качества местных строительных материалов.

В границах парка культуры и отдыха регулировочные сооружения должны обеспечивать защиту берега от размыва потоком и волновыми явлениями, а также защиту территории парка от затопления высокими водами. Наиболее целесообразным решением этих задач является устройство незатопляемой подпорной стенки (рис. 6.1.). Она строится по линии регулирования реки, под которой понимается линия пересечения плоскости поверхности воды с плоскостью откоса берегового склона. Высота подпорной стенки рассчитывается на паводки 1%-ной обеспеченности. При таком паводке высота УВВ в точке В – 2,05 м. Превышение карниза подпорной стенки над УВВ принимается таким, чтобы при паводках вода в реке не переливалась через стенку. С учетом высоты волнобоя (h_в = 0,7 + 0,1 × 0,38 = 0,738), уровня высоких вод в точке В (Н_В) и величины заглубления стенки в грунт (1,5 м) относительная высота верха подпорной стенки во всех точках будет равна:

Н = Н_В + h_в = 2,05 + 0,738 + 1,5 = 4,288 м.

Подпорная стенка сооружается из бетонных блоков толщиной 0,5 м. Стенка заглубляется в грунт на глубину около 1,5 м. В местах прохождения возле стенки сосредоточенного потока делается наброска из крупнообломочного материала. Со стороны берега, если последний сложен из пучинистых грунтов, устраивается засыпка из гравия или крупнозернистого песка. По условиям производства работ и архитектурным соображениям верх стенки устраивается горизонтальным. В связи с уклоном свободной поверхности зеркала реки накопившаяся разность между уровнем реки и верхом стенки распределяется в виде небольших перепадов,

которые устраиваются между соседними горизонтальными участками.

В плане подпорная стенка должна иметь плавное очертание, что обеспечивает ей наибольшую устойчивость при взаимодействии с речным потоком. В местах расположения пляжей через подпорную стенку устраиваются лестницы.

7. Осушение низинного болота

Общие положения

В жизни растений вода играет важную роль. Большинство физиологических процессов в растениях протекает только лишь при наличии воды. Нормальная жизнедеятельность растений возможна при соответствующем водно-воздушном режиме почвы, так как отрицательное влияние на растения оказывает как недостаток влаги в почве, так и ее избыток. Избыток влаги нарушает аэрацию почвы. В результате уменьшается содержание кислорода в почвенном растворе, что отрицательно сказывается на жизнедеятельности корневых систем растений и приводит к их отмиранию.

При использовании избыточно увлажненных земель под зеленые насаждения необходима соответствующая инженерная подготовка. В некоторых случаях избыточное увлажнение можно устранить повышением отметок поверхности подсыпкой, что применяется при небольших объемах работ. Однако основной путь устранения избыточного увлажнения грунтов – осушительная мелиорация.

Существующее на территории парка низинное болото образовалось в результате расположения зеркала грунтовых вод возле поверхности почвы (грунтовый тип водного питания). Поэтому применяемый метод осушения заключается в понижении уровня грунтовых вод. Этого можно достичь посредством устройства открытых и закрытых осушительных систем. Каналы открытых систем создают препятствия для передвижения, снижают коэффициент использования земель, требуют постоянного ухода и, кроме того, нежелательны в садово-парковых объектах с эстетической точки зрения. В связи с этим для снижения уровня грунтовых вод целесообразно устройство горизонтального дренажа.