Схемы водоотведения населенных пунктов и ее элементы

Вариант 11

Задание 4 Укажите сооружения для забора воды из подземных поверхностных источников. Начертите схему водозаборной скважины и охарактеризуйте ее.

Водозаборные сооружения из поверхностных  источников должны обеспечивать:

- получение расчетного расхода  воды из водоисточника и подачу его потребителю;

- предохранять систему водоснабжения  от проникания в нее сора, наносов, планктона, рыбы, льда и от биологических обрастаний.

Соблюдение всех этих требований учитывают  при выборе типа и оборудования водозабора и места его расположения.

Все многообразие применяемых на практике сооружений для забора воды из поверхностных источников можно классифицировать по следующим признакам:

1. Назначению

- хозяйственно-питьевые, технические,  ирригационные и пр.;

- месту расположения водоприемника  - береговые, русловые, приплотинные и пр.;

2. Типу водоема:

- речные, озерные, водохранилищные  и морские;

-требуемой категории надежности  подачи воды - три категории в  соответствии с указаниями СНиПа;

3. Производительности:

- малые (до 1 м /с), средние (1-6 м3/с), большие (свыше 6 м3/с);

4. Конструктивным и технологическим  особенностям:

- совмещенные, раздельные, ковшевые, приплотинные и т.п.;

5. Длительности периода эксплуатации:

- постоянные и временные;

6. Степени стационарности:

- стационарные и нестационарные (плавучие, фуникулерные).

По степени трудности забора воды природные условия поверхностных  источников водоснабжения, согласно СНиП, подразделяют на четыре группы. При этом учитываются мутность воды, неустойчивость берегов и дна, русловые и ледовые режимы, лесосплав, засоренность водоисточника, наличие водорослей, дрейсены, балянуса, мидий и пр.

В зависимости от сложности природных  условий, типа водоприемника и

доступности водоприемных отверстий  для обслуживания водозаборы по степени надежности забора воды подразделяют на три категории:

I - водозабор, допускающий снижение  получения воды в течение 3 суток на 30 % расчетного расхода. Перерыв в подаче воды или снижение подачи ниже указанного предела допускается на 10 мин.

II - водозабор, допускающий снижение  получения расчетного расхода  воды на 30 % в течение 10 суток. Перерыв в подаче воды или ее снижение ниже указанного предела допускается не более чем на 6 ч.

III - водозабор, допускающий снижение  получения воды в течение до 15 суток на 30 % расчетного расхода. Перерыв в подаче воды или ее снижение ниже указанного предела допускается не более чем на 24 ч.

Береговые незатопленные водоприемники  с водоприемными отверстиями, всегда являются доступными для обслуживания, с механизированной очисткой их сороудерживающих решеток относят к водоприемникам I степени надежности забора воды в средних природных условиях. Русловые затопленные водоприемники всех типов, удаленные от берега и недоступные в периоды половодья, шторма, ледохода, шуго-хода и т. п., относят к водоприемникам II степени надежности забора воды в средних природных условиях. Фуникулер и плавучие водоприемники всех видов для средних условий работы относят к водоприемникам III степени надежности забора воды.

Выбор схемы и  места расположения водозабора.

Выбор схемы и места расположения водозабора обосновывается прогнозами качества воды в источнике, переформирования побережья и русла, гидротехнического режима.

При амплитуде колебания уровней  воды в источнике более 6 м и  при глубинах у берега, достаточных для нормального забора воды, следует применять береговые совмещенные водозаборы (рис. 1а).

Для водозаборов средней производительности при малой высоте всасывания насосов возможно совмещение берегового колодца и насосной станции. Для водозаборов небольшой производительности, при достаточных глубинах у берега для нормального забора воды можно принимать водоприемники раздельного типа (рис. 1 б).

При амплитуде колебания уровней воды в источнике до 6 м и при глубинах у берега, недостаточных для забора воды, водозаборы малой производительности рекомендуется принимать руслового типа (рис. 1в), при этом насосная станция может быть конструктивно объединена с береговым колодцем или расположена отдельно.

                             

                             

                 

           

Рис. 1. Схемы речных водозаборов:

а - береговой совмещенный; б - береговой  раздельный;

в - русловой; г - приплотинный.

                      

              

 

 

 

 

 

 

 

Схема водозаборной скважины

Скважина должна быть такой, чтобы  обеспечивалась долговечность и  защищенность эксплуатационного водоносного  горизонта от проникания загрязнений  с поверхности земли и притока  воды из вышележащих водоносных горизонтов.

Скважина крепится обсадными трубами 1. Она опускается до верхней границы  залегания водоносных пород 6. В обсадную трубу опускается труба меньшего диаметра 2, которая заглубляется в  подстилающий водонепроницаемый слой. Затем в трубу 2 при помощи штанги со специальным замком 4 опускается фильтр 9, после чего труба 2 удаляется, а зазор 5 между стенками фильтровой и обсадной трубы герметизируется. При большой глубине скважин (в  зависимости от способа бурения) достичь требуемой отметки обсадной трубой одного диаметра не удается. В  этом случае в обсадную трубу диаметром А, достигшую глубины Н, опускается другая труба меньшего диаметра В, которая заглубляется на глубину Л2. Заглубление трубы определяется, исходя из сопротивления пород ее продвижению и технологических соображений. Путь, пройденный колонной обсадных труб одного диаметра, называется выходом колонны. Дальнейшее углубление скважины достигается с помощью обсадных труб меньшего диаметра и т. д. Разница между диаметрами предыдущей и последующей колонн обсадных труб должна быть не менее 50 мм. Выход колонны зависит от гранулометрического состава породы и способа бурения. При ударно-канатном способе он составляет 30—50 м и лишь для устойчивых пород может достичь 70—100 м. При роторном бурении выход увеличивается до 300—500 м, что значительно упрощает конструкцию скважины, сокращает расход труб и ускоряет процесс бурения.

 
Рис. 2 Водозаборная скважина 
1 — фильтр скважины; 2 — эксплуатационная колонна труб; 3 — колонна обсадных труб; 4 — кондуктор; 5 —цементный или глиняный замок; 6—устье скважины (оголовок); 7 — павильон (шатер); 8 — насосные (водоподъемные) трубы; 9 — насос с погружным электродвигателем; 10 — отстойник; 11 — статический уровень грунтовых вод

Задание 11 Объясните назначение, устройство и принцип работы насосных установок. Приведите схемы установки, обвязки насосов трубопроводами.

Насосные установки (рис. 1) состоят из насосных агрегатов, всасывающих и напорных коллекторов, запорно-регулирующей арматуры (задвижек, обратных клапанов) и контрольно-измерительных приборов (манометров, термометров). Насосные агрегаты состоят из насосов и двигателей.

Для обеспечения бесперебойной  работы устанавливают рабочие и  резервные насосные агрегаты. Наименьшее число агрегатов в насосной установке  два – рабочий и резервный. В насосной установке желательно использовать однотипные агрегаты, что  облегчит ее эксплуатацию.

Наибольшее распространение в  системе водоснабжения зданий получили центробежные консольные и моноблочные  насосы (рис. 1) благодаря их простому устройству и обслуживанию, надежности в работе, небольшой массе и стоимости.

Центробежные насосы приводятся во вращение трехфазными асинхронными электродвигателями переменного тока. Частота вращения двигателей должна совпадать с частотой вращения насоса, что обеспечит максимальный КПД  установки.

Насосы и двигатели устанавливают  на металлическую фундаментную плиту  или раму, которая закрепляется на кирпичном или бетонном фундаменте. Всасывающий и напорный коллекторы изготовляют из стальных труб, соединенных  сваркой так, чтобы объединить все  насосные агрегаты с подающим и отводящими трубопроводами и обеспечить совместную работу насосов, отключением для  осмотра и ремонта отдельных насосов. Трубопроводы соединяют с арматурой и насосами на фланцах. При заборе воды из резервуара к каждому насосу желательно прокладывать отдельную всасывающую линию или соединять всасывающий коллектор с резервуаром двумя линиями.

Для отключения насосов на всасывающем  и напорном патрубке устанавливают  задвижки. На напорном патрубке насоса перед задвижкой предусматривается  обратный клапан, который исключает  обратное движение воды через корпус насоса, из напорного коллектора во всасывающий, когда двигатель данного насоса не работает, а другие насосы создают давление в напорном коллекторе. Для того, чтобы обеспечить подачу воды в систему при прекращении подачи электроэнергии, предусматривается обводная линия с задвижкой и обратным клапаном.

Контроль за давлением, создаваемым насосом, осуществляется манометрами. При работе совместно с резервуаром при всасывающем патрубке устанавливают вакуумметр, если насос не находится под заливом (ось насоса выше уровня воды в резервуаре).

Рис. 1 Насосные установки а – установка с консольными насосами; б – схема установки; в – моноблочный насос

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 22 Начертите принципиальную схему водоотведения населенного пункта. Укажите основные элементы схемы и объясните их назначение.

 
Рис. 1 Схемы канализационных сетей  населенных пунктов:

1 – границы бассейна; 2 – границы  канализования; 3 – выпуск; 4 – главный коллектор нижней зоны; 5 – парковый коллектор; 6 – главный коллектор верхней зоны; 7- северный коллектор; 8 – отводной канал.

 

 

 

 

 

Схемы водоотведения  населенных пунктов и ее элементы.

 

  Схема водоотведения разрабатывается  на основании принятой системы и  является конкретным технически и экономически обоснованным решением по выбору и  размещению комплекса инженерных сооружений для приема, транспортирования, очистки  и выпуска их в водоем или передачи для последующего использования  в сельском хозяйстве и промышленности.   

На генплане населенного пункта или города выделяется бассейн водоотведения (рис.1), наносятся трассы основных коллекторов, уличной сети, места расположения насосных станций, очистных сооружений и выпусков.   

Выбор схемы водоотведения обусловлен рельефом местности, местом расположения очистных сооружений и поверхностного водоема, расходом сточных вод, требованиями утилизации сточных вод и повторного их использования, отводом и очисткой поверхностного стока.  

В соответствии с существующими  требованиями применяют следующие  схемы водоотведения:  

перпендикулярная (рис 1.а), при которой коллекторы отдельных бассейнов водоотведения, если нет обратных уклонов, трассируют по наикратчайшему пути - перпендикулярно водоему. Такую схему применяют при отводе атмосферных вод. При необходимости очистки отводимых вод эту схему легко переделать на пересеченную;   

пересеченная (рис. 1.б), имеет самое широкое распространение, если территория объекта понижается в сторону водоема;  

веерная или параллельная (рис. 1.в), при которой коллекторы бассейнов водоотведения направлены под углом или параллельно друг другу и по отношению к водоему и перехватываются главным коллектором, отводящим сточные воды на очистные сооружения. Схему применяют при крутых склонах к реке в целях уменьшения уклонов труб, а следовательно, и скорости движения воды в коллекторах;  

радиальную (рис.1.г), применяют при отводе сточных вод отдельных районов самостоятельными коллекторами трубопроводов и при разбросанных нескольких площадок очистных сооружений. Коллекторы бассейнов водоотведения имеют радиальное направление от центра населенного пункта к его периферии, каждый район города имеет независимую сеть с самостоятельным главным и отводящим коллекторами и с отдельными очистными сооружениями. Эта схема удобна тем, что при расширении застройки города или населенного пункта не требуется перестройка действующих коллекторов;    

зонную (рис.2.д), применяют при расположении объекта на территории с террасами или холмистым рельефом. По этой схеме населенный пункт разбивают на зоны с самостоятельными сетями, и сточные воды нижней зоны перекачиваются в главный или отводящий коллектор верхней зоны, идущий на очистные сооружения. От отдельных объектов сточные воды отводятся самотеком