5. Определение расчетных уровней воды в береговом колодце

Отметки расчетных уровней в береговом колодце определены при двух режимах:

• максимальные уровни в приемном и всасывающем отделениях – при нормальном режиме;

• минимальные уровни – при аварийном режиме.

Расчетный уровень в приемном отделении определён с учетом потерь напора в водоприемных устройствах, исходя из уровней воды в реке:

(14)

, (15)

где h – потери напора в водоприемных устройствах при нормальном режиме

работы, м;

h_ав - потери напора в водоприемных устройствах при аварийном режиме работы, м.

Для руслового водозабора потери напора в водоприемных устройствах определены по формуле:

(м), (16)

где h_р – потери напора в решетках, h_р = 0,05 м и h_р = 0,1 м (при аварии);

h_в – потери напора в элементах затопленных водоприёмников

(вихревых камерах и водоприемных фильтрах, отводе), м;

h_дм – общие потери напора по длине и местные потери в самотечных линиях на участках от входа воды в водовод до выхода в колодец, м.

Потери напора в вихревых камерах h_вк определены по формуле:

(м), (17)

где ξ_{в к} – коэффициент сопротивления, равный 4,2;

V_c – скорость в самотечной линии, м/с.

При нормальном режиме

(м).

При аварийном режиме

(м).

Потери напора в фильтрующих оголовках h_ф, м, определены по формуле:

(м), (18)

где К₁ – коэффициент загрязнения, принят К₁=1,25;

S – толщина слоя, принята 0,2м;

V_вт – скорость втекания в оголовок, м/с;

К_ф – коэффициент фильтрации, принимается в пределах 0,195-0,234 м/с, принят 0,2 м/с.

При нормальном режиме:

(м).

При аварийном режиме:

(м).

В проекте оголовок комбинированный, поэтому расчет потерь проводится для двух видов забора воды, через раструбную часть и фильтрующую. Определение потерь напора приведено в таблице 1 и 2.

Таблица 1 – Определение потерь напора для раструбной части

№ по схеме	Элемент	Коэф-т ξ	Диаметр d	Нормальный режим			Аварийный режим
				q	V	h	qав	Vав	hав
1	Решетка	1		0,318	0,25	0,0032	0,636	0,5	0,0128
2	Раструб	0,25				0,0008			0,0032
3	Самотечн. Труба		600		1,07	0,2045		2,15	0,8255
4	Тройник	1	600х500			0,0584			0,2358
5	Задвижка	1	600			0,0584			0,2358
6	Выход из трубы в резервуар	0,1	600			0,0058			0,0236
	ИТОГО					0,33			1,34

Таблица 2 – Определение потерь напора для фильтрующей части

№ по схеме	Элемент	Коэф-т ξ	Диаметр d	Нормальный режим			Аварийный режим
				q	V	h	qав	Vав	hав
1	Фильтр			0,318	0,05	0,0150	0,636	0,1	0,060
2	Вихревые камеры	4,2			1,07	0,2450		2,15	0,9910
3	Колено	1,5	500			0,0876			0,3538
4	Самотечн. труба		600			0,2045			0,8255
5	Переход расширяющейся	0,25	500х600			0,0146			0,0590
6	Тройник	1	600х500			0,0584			0,2358
7	Задвижка	1	600			0,0584			0,2358
8	Выход из трубы в резервуар	0,1	600			0,0058			0,0236
	ИТОГО					0,69			2,79

h = 0,33 + 0,05 = 0,38 м,

h_ав=2,79+0,1=2,89 м.

В приемном отделении отметки равны:

Z_max = 28,5 - 0,38 = 28,12 м,

Z_min = 23,1 - 2,89 = 20,21 м.

Во всасывающем отделении отметки уровней воды будут меньше, чем в приемном на величину потерь напора в сетке, которые для плоских сеток приняты 0,15 м при нормальном режиме и 0,25 м при аварии. Следовательно:

Z_max^вс = 28,12 - 0,15 = 27,97 м,

Z_min^вс = 20,21 - 0,25 = 19,96 м.