МЕЛИОРАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ И СООРУЖЕНИЯ.
ОТСТОЙНИКИ И НАНОСОПЕРЕХВАТЫВАЮЩИЕ СООРУЖЕНИЯ
(Пособие к СНиП 2.06.03-85)
Пособие к СНиП 2.06.03-85 "Мелиоративные системы и сооружения. Отстойники и наносоперехватывающие сооружения" составлено Союзводпроектом Минводхоза СССР (Н.И.Пупышев) на основании "Инструкции по проектированию отстойников и наносоперехватывающих сооружений для оросительных систем" ВСН-П-15-77, разработанной Союзводпроектом Минводхоза СССР (канд. техн. наук В.Г.Дианов, А.М.Волынов, Н.Г.Титов с участием: ВНИИГиМ (канд. техн. наук Г.А.Тер-Абрамянц), ТИМСХА (д-р техн. наук С.Х.Абальянц, канд. техн. наук В.И. Буланкин), ВНИИКАМС (д-р техн. наук К.Ф.Артамонов, канд. техн. наук В.Ф.Талмаза, канд. техн. наук А.Н.Крошкин).
Согласовано с Госстроем СССР.
Настоящее Пособие распространяется на проектирование горизонтальных отстойников с гидравлической и механической очисткой и наносоперехватывающих сооружений с гидравлической очисткой на каналах мелиоративных систем. При проектировании отстойников и наносоперехватывающих сооружений также надлежит руководствоваться положениями СНиП 2.06.03-85 и СНиП 2.06.01-86.
I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Требования настоящего Пособия должны соблюдаться при составлении проектов отстойников и наносоперехватывающих сооружений (пескогравиеловок, эжекторных труб и т.п.) на каналах оросительных систем.
1.2. Класс капитальности отстойников и наносоперехватывающих сооружений следует принимать равным классу капитальности канала, на котором они расположены.
1.3. Варианты конструкции и компоновки отстойников и наносоперехватывающих сооружений I и II класса капитальности должны уточняться на модели.
Как правило, для сооружений III класса капитальности модельные исследования допускается проводить только при специальном обосновании.
1.4. Регулирование режима наносов на оросительных системах надлежит принимать многоступенчатым. Основная масса влекомых рекой наносов должна задерживаться в реке головным водозаборным сооружением.
На оросительных системах, поливное оборудование которых требует высокой степени очистки воды от мелкопесчаных, пылеватых и глинистых фракций наносов, следует устраивать дополнительные отстойники.
Выбор типа отстойников и состава наносоперехватывающих сооружений следует производить на основании сравнения технико-экономических показателей разработанных вариантов.
1.5. Конструкция отстойника должна:
не допускать в оросительную систему наносы с крупностью, превышающей транспортирующую способность каналов (по скорости);
обеспечивать концентрацию взвешенных наносов в потоке, выходящем из отстойных сооружений, не превышающую взвешивающую способность потока в канале (по мутности);
обеспечивать осаждение наносов истирающих рабочие колеса насосов (для абразивных наносов - более 0,25 мм);
не допускать переосветления воды во избежание размыва (для каналов без облицовок);
не нарушать графика водопотребления в течение всего поливного периода;
обеспечивать при благоприятных условиях возможность гидравлической промывки отложившихся наносов;
обеспечивать условия для высокопроизводительной работы механизмов, занятых на очистке отстойников, удобного складирования и использования удаляемых наносов (при механической очистке).
1.6. Наносоперехватывающие сооружения на головных участках канала должны обеспечивать заданную степень очистки воды от влекомых наносов путем непрерывного перехвата и сброса наносов в реку или местное понижение.
1.7. При выборе типа отстойника и области его применения следует руководствоваться рекомендуемым прил.1.
1.8. При недостатке исходных данных для предварительных расчетов степень осветления воды от начальной мутности в головных отстойниках на равнинных участках рек следует принимать:
для водозабора более 100 м/с - до 25%;
для водозабора менее 100 м/с - до 50%.
1.9. При приведении в нормах диапазона допустимых значений каких-либо величин, конкретное значение принимается по результатам модельных исследований. При отсутствии модельных исследований - принимается среднее значение рекомендуемой величины внутри указанного диапазона.
II. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. Для проектирования отстойников и наносоперехватывающих сооружений необходимы:
кривые связи расходов и уровней воды в реке;
гидрологическая характеристика водоисточника с учетом отбора воды;
характеристика твердого стока реки и наносный режим канала на участке отстойника (мутность, фракционный и минералогический составы влекомых и взвешенных наносов);
расчетная мутность на выходе из отстойника или минимальный диаметр наносов, подлежащих задержанию;
график водоподачи;
транспортирующая способность отводящего канала;
инженерно-геологические и топографические условия местности.
2.2. За расчетные значения мутности и состава наносов, поступающих из источника орошения, как правило, следует принимать среднедекадные мутности и как исключение - среднемесячные.
Расчет следует производить для среднего по мутности года за вегетационный период с последующей проверкой по году с максимальной мутностью в соответствии с классом капитальности и условиями эксплуатации.
Для объектов I и II класса капитальности на стадии рабочих чертежей следует производить детальные расчеты для определения объема заиления отстойника для ряда сочетаний мутности, а при бесплотинном водозаборе - дополнительно горизонтов и расходов воды. При этом за расчетный надлежит принимать год с максимальным объемом отложений.
2.3. Выбор типа отстойника по способу удаления наносов следует производить на основании технико-экономического сопоставления вариантов с учетом максимального удовлетворения требованиям эксплуатации и экономии воды при очистке отстойника.
Предпочтение следует отдавать отстойникам с периодическим промывом.
2.4. Выбор типа наносоперехватывающего сооружения следует производить в зависимости от крупности наносов, величины сбросного расхода, компоновки водозаборного узла или отстойника, в составе которых находится это сооружение.
2.5. Выбор местоположения отстойников и наносоперехватывающих сооружений должен производиться на основании инженерно-геологических, топографических и гидрологических условий с учетом конструктивных особенностей отстойников.
2.6. Отстойник, как правило, следует проектировать соосным с подводящим каналом. При расположении оси отстойника под углом к оси подводящего канала следует удлинять раздельные бачки камер в сторону верхнего бьефа с приданием им соответствующего очертания в плане.
Подводящий участок канала необходимо устраивать прямолинейным, длиной не менее четырех ширин канала поверху.
2.7. Отстойники с гидравлическим промывом, как правило, следует совмещать с головным водозаборным сооружением.
При расположении отстойника на канале должен быть обеспечен гидравлический перепад, необходимый для его промывки.
2.8. Участок канала от водоприемника до отстойника или наносоперехватывающего сооружения должен проектироваться таким образом, чтобы был обеспечен транзит всех наносов, поступающих в канал.
2.9. Число камер отстойников с гидравлическим промывом следует назначать исходя из условия максимального удовлетворения графика водоподачи в критический период по мутности (или количеству наносов) и водному режиму (наличие свободных расходов на промыв). Число камер отстойника должно быть увязано с временем его промыва.
Время промыва необходимо определять для критического периода заиления отстойника из расчета обеспечения промыва всех камер за время заиления рабочей камеры до расчетной толщины отложения наносов.
2.10. Поперечное сечение камер, как правило, следует принимать прямоугольным. Ширина камеры отстойника с гидравлическим промывом не должна превышать 0,8 устойчивой ширины потока () для условий промыва.
Допускается разделение камеры на секции с помощью промежуточных стенок для сокращения промывного расхода.
2.11. Расход воды при промывке камеры следует принимать от 0,8 до 1,5 расхода воды в камере в режиме осаждения.
2.12. Уклон дна камеры отстойника должен обеспечивать возможность гидравлического промыва.
2.13. Гидравлический промыв отстойников с периодическим промывом следует осуществлять с помощью промывных галерей, расположенных в конце камер отстойников. Промывные галереи должны работать в безнапорном режиме и без подтопления. Форма галерей в плане и уклон их дна должны обеспечивать расчетный гидравлический режим.
2.14. Входные отверстия промывных галерей следует устраивать в выходном пороге отстойника. Размеры галереи должны устанавливаться расчетом и обеспечивать проведение осмотра и ремонта.
2.15. При недостаточной транспортирующей способности реки и завале ее наносами, поступающими из промывных галерей или нанососбросных трактов, следует предусматривать их механическое удаление (перемещение, разравнивание и др.).
2.16. Отстойники с механической очисткой следует располагать исходя из удобства транспортировки пульпы в реку или удобства складирования наносов в отвал с учетом последующей разработки отвалов. Необходимо рассматривать возможность замыва наносами естественных понижений и выработанных карьеров с целью ввода этих площадей в хозяйственное использование.
2.17. Внутрисистемные отстойники должны обеспечивать защиту, как правило, группы нижерасположенных каналов.
При наличии естественных понижений вдоль трассы канала их следует использовать в качестве отстойников. В этом случае необходимо регулировать требуемую мутность в канале ниже отстойника совместными попусками воды в защищаемый канал из отстойника и непосредственно из подводящего канала или использование впадины по частям.
Использование впадины по частям ведется путем последовательного ограждения смежных участков дамбами обвалования. Ширина, глубина и длина ограждаемых участков должны соответствовать размерам отстойника. Следует учитывать, что использование впадины по частям ведет к сокращению потерь на испарение и фильтрацию.
2.18. Ширину камеры отстойника с механической очисткой следует назначать из условия обеспечения расчетной производительности принятых для очистки механизмов. Длину такого отстойника необходимо принимать не менее шестикратной ширины поверху.
2.19. Глубину отстойников с механической очисткой следует принимать с запасом на 0,5-2,0 м (резервной емкостью) против расчетной для обеспечения равномерной работы парка механизмов. Величина запаса принимается с учетом специфики организации очистки.
2.20. Для защиты каналов от гравелисто-песчаных наносов необходимо применять донные поперечные направляющие галереи (одно- или многосекционные) или пороги с наносозащитным козырьком.
2.21. Для удаления песчано-гравийных наносов с диаметром фракций до 20 мм при наличии площади для размещения конструкции следует применять пескогравиеловки (рис.1). В состав ее должна входить криволинейная в плане камера прямоугольного сечения с центральным углом поворота до 75° с радиусом кривизны в три-четыре раза большем ширины камеры. Поперечный уклон дна камеры в сторону выпуклого берега должен быть в пределах 0,070,10.
Рис.1. Криволинейная пескогравиеловка
1 - верхний бьеф гидроузла на реке; 2 - нижний бьеф; 3 - камера криволинейной пескогравиеловки; 4 - промывные отверстия; 5 - наносотранспортирующий тракт; 6 - канал
На выпуклом берегу необходимо устраивать промывные отверстия, которые могут быть заменены устройством сплошной щели шириной не менее пяти диаметров максимальной фракции задерживаемых наносов. Средняя глубина слоя воды в камере принимается 0,070,13 от ее ширины, равной ширине дна канала.
2.22. Камеры отстойника (с механической очисткой или гидравлическим промывом) должны иметь прямолинейную форму и сопрягаться с подводящим и отводящим каналами с помощью переходных участков, обеспечивающих плавное расширение и сужение потока. Для лучшего выравнивания скоростей потока на переходном участке входа в отстойник следует устанавливать распределительные решетки.
Сопряжение дна камеры с входным порогом следует осуществлять наклонной плоскостью, размещаемой в пределах переходного участка.
2.23. Скорость течения воды в отстойнике в режиме осаждения для предварительных расчетов должна приниматься в пределах 0,30,4 м/с.
2.24. Как правило, длину отстойника необходимо определять по методике, приведенной в рекомендуемом прил.2 для мелкопесчаных и илистых наносов и в рекомендуемом прил.3 для гравелисто-песчаных наносов.
2.25. Отстойники и наносоперехватывающие устройства следует проектировать с учетом возможности применения современных средств автоматизации управления затворами (на входе, выходе и промывных галереях).
2.26. Средства автоматизации управления процессами отстой-промыв наносов должны обеспечивать промыв отстойных камер во всем диапазоне изменения расчетной мутности и фракционного состава наносов, поступающих в отстойник, независимо от степени его заполнения наносами.
2.27. Средства автоматизации должны обеспечивать работу отстойника как в автоматическом режиме, так и с местным или дистанционным управлением.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое
КЛАССИФИКАЦИЯ ОТСТОЙНИКОВ И НАНОСОПЕРЕХВАТЫВАЮЩИХ СООРУЖЕНИЙ. УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Отстойники подразделяются:
по назначению: для песчаных и гравелистых наносов (горные и предгорные участки рек) для мелкопесчаных и илистых наносов (равнинные участки рек);
по способу удаления наносов; с гидравлической очисткой (непрерывной или периодической); с механической очисткой; с комбинированной (гидравлической и механической) очисткой; наносохранилище (русловые или внутрисистемные в местных понижениях);
по числу камер: однокамерные, многокамерные;
