Оценка надежности и повышение эффективности работ насосных станций на канале Иртыш-Караганда
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Водные ресурсы и мелиорация
КУРМАНГАЗИЕВА М.Т.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Оценка надежности и повышение эффективности работ насосных станций на канале Иртыш-Караганда
Специальность 5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
Алматы 2018
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет: Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра: Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Тема:______________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ _______________________
Объем, стр. __________ Количество чертежей и иллюстрационных материалов __________ Приложений _________
Выполнил (а) Курмангазиева Мадина Таировна
Допущена к защите __________________20___г.
Заведующий кафедрой ____________________ _______________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель ____________________________ ______________________
(подпись) (Ф.И.О.) Консультанты:
________________________ ________________ ______________________
(раздел) (подпись) (Ф.И.О.) ________________________ ________________ ______________________
(раздел) (подпись) (Ф.И.О.)
Норма контроль _________________ _____________________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Рецензент _________________ _____________________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Алматы 2018
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет: Гидротехника, мелиорация и бизнес
Специальность: 5В080500 Водные ресурсы и водопользование
Кафедра: Водные ресурсы и мелиорация
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломного проекта
Студент
___________________________________ _______________________________
(Ф.И.О)
Тема проекта ___________________________________ ___________________________________ _______________________________ ___________________________________ _______________________________ _______________________________
Утверждена приказом по университету № ____ от _______________20 __г.
Срок сдачи законченного проекта
_______ ________________________ 20 __г.
Исходные данные к проекту:
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ ___________________________________ _______________________________ _______________________________
Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте вопросов:
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ ___________________________________ _______________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Рекомендуемая основная литература ___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ ___________________________________ _______________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Консультанты по специальным разделам проекта
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
Заведующий кафедрой ________________ _________________________
(подпись) (ФИО)
Руководитель дипломного проекта _____________ _________________
(подпись) (ФИО)
Задание принял к
исполнению, студент _____________ ______________________________
(подпись) (ФИО)
ГРАФИК
выполнения дипломного проекта
№ пп
Перечень разделов и разрабатываемых работ
Сроки представления руководителю
Примечание
Заведующий кафедрой ___________________ ________________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель проекта (работы) ____________ _____________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Задание принял к исполнению, студент __________________ __________________________________
(подпись) (Ф.И.О.)
ПАСПОРТ ПРОЕКТ
№ пп
Параметры и показатели
Единицы
измерения
Количество
1
Протяженность трассы, всегоКараганд. обл
в том числе: по каналамКараганд. обл
по водохранилищамКараганд. обл
по насосным станциям, напорным трубопроводам, дюкеруКараганд. Обл
км
км
км
км
458186
354129
10155,9
3,01,1
2
Высота подъема водыКараганд. обл
м
418189
3
Расход головного водозабора(головной НС)
м[3]с
76,0
4
Расчетная годовая водоподача (нетто)Караганд. Обл
млн. м[3]год
1960500
5
Установленная мощность насосных станцийКараганд. обл.
тыс.кВт
355,0159,8
6
Годовая потребность в электроэнергии, всего
млн.кВт
2200
7
Общие потери водыКараганд.обл
В том числе: на фильтрациюКараганд.обл
на испарениеКараганд.обл
млн. м3
176,5456,38
млн. м3
69,4212,77
млн. м3
107,1243,61
Состав сооружений
1
Насосные станции подъемаКараганд.обл
шт.
2210
2
Насосные станции перекачки фильтрационных вод
шт.
5-
3
Каналы
т
3417
4
Земляные плотины
шт.
146
5
Перегораживающие сооружения
шт.
3-
6
Прочие ГТС (водосбросы, водовыпуски, перепады,и др.)
шт
325
7
Мостовые переезды через канал
шт.
147
8
Автомобильная дорога
км.
511
9
Линии электропередачи (220,110,35 и 6кВ)
км
628
10
Линии связи
км
596
11
Поселки эксплуатационников
шт
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
8
1.
Характеристика канала имени Каныша Сатпаева
10
1.1
Историческая справка
13
1.2
Климат района
15
1.3
Гидрология водотоков
19
1.4
Краткая инженерно-геологическая характеристика района сооружений
20
1.5
Основные сооружения
21
2.
Паспорт канала им. Каныша сатпаева (карагандинский филиал)
24
2.1
Паспортные данные канала
26
2.2
Объёмы воды в гидроузлах и водохранилищах по карагандинскому филиалу (по проекту)
27
3.
Технические характеристики насосов
28
3.1
Гидротехнические сооружения карагандинского склона
29
3.2
Техническая характеристика дюкера №127
47
3.3
Фактическое размещение водозаборов филиала канал имени Каныша Сатпаева РГП Казводхоз в 2017 году
49
4.
Насосная станция № 17
53
4.1
Краткая характеристика насосной станции № 17
54
4.2
Здание насосной станции
56
4.3
Эксплуатация насосных станций
60
5.
Расчеты
65
5.1
Проектирование и расчет напорных трубопроводов
65
5.2
Проектирование здания насосной станции
71
5.3
Проектирование и расчет водовыпуска
74
6.
Определение технико-экономической эффективности
75
7.
Описание рекомендуемых к проекту насосных станций
77
Заключение
Список использованной литературы
Приложений
79
80
82
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. В настоящее время в связи с ростом производства важной задачей, требующей углубленного изучения и принятия наиболее приемлемых решений, является обеспечение предприятий водой. Даже для выплавки и проката стали просто необходима вода, причем в больших объёмах, не говоря уже о производстве продуктов питания. Важную роль вода играет и в повседневной жизни, ведь мы даже не можем себе представить и одного дня без воды. Поэтому просто необходимо заниматься решением задач по гарантированному и бесперебойному обеспечению питьевой и технической водой объектов бытового и промышленного назначения.
На сегодняшний день системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором. Системы состоят из сооружений для забора воды, из источника водоснабжения, ее обработки, перекачки воды к потребителю и сооружений для ее хранения.
В зависимости от вида обслуживаемого объекта системы водоснабжения подразделяются на городские, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и другие. Если системы водоснабжения обеспечивают водой отдельные районы страны или группы различных населенных пунктов и других объектов, то они называются районными или групповыми системами. В зависимости от вида потребителей системы водоснабжения выполняют функции хозяйственно-питьевых, производственных, противопожарных, поливочных водопроводов. Системы водоснабжения могут быть объединенными (едиными), неполно раздельными и раздельными. В зависимости от способов транспортирования воды системы водоснабжения подразделяются на напорные и безнапороные. Также системы водоснабжения подразделяются на водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников (рек, озер, водохранилищ и морей), и на водопроводы, забирающие воду из подземных источников (артезианских и родниковых). Бывают смешанные системы, предусматривающие забор воды, как из поверхностных, так и из подземных источников .
Цель дипломного проекта. Повышение эффективности работ насосных станций на канале им. К.Сатпаева, снижающих эксплуатационные затраты и капвложения и уменьшающие напор и износчивость насосов на насосной станции.
Задачи выполняемых работ:
- обоснование проекта повышение эффективности работы насосной станции на канале им. К.Сатпаева. с водным кодексом РК;
- выбор и обоснование технологий и водоподъёмно-технических средств для эффективного обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств;
- обоснование методики и расчёт новой устанавливаемой насосной станции на примере существующей насосной станции;
- технико-экономическое обоснование эффективности предложенного дипломного проекта.
Технической эксплуатацией насосных станций и установок является процесс их использования для выполнения государственного плана по перекачке объемов воды с целью гарантированного удовлетворения потребностей народного хозяйства, при поддержании на заданном уровне технических параметров, характеризующих технологический процесс, при обеспечении максимальной экономности работы, высоком коэффициенте полезного действия и при обеспечении надежной работы канала в целом.
В настоящем дипломном проекте задача повышения эффективности насосной станции будет решена посредством заменой некоторых частей насосной станции на более эффективный вариант изобретения Насосная станция с имеющим в тракте всасывания дополнительного расхода воды спиралевидным оребрением или спиралевидной футеровки для закручивания потока и насосная станция снабженная циклонной приемной камерой, тангенциально соединенной с аванкамерой.
Исходным материалом для разработки послужила карта-схема канала Иртыш-Караганда М 1:1000 и генеральный план насосной станции № 17, и данные о сооружениях на канале.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА КАНАЛА ИМЕНИ КАНЫША САТПАЕВА
Постановлением Совета Министров СССР от 26 ноября 1966 г. № 906 установлен ввод в 1969 году очередных участников канала от Экибастуза до реки Шидерты (133- 173 км) и на Карагандинском склоне - от 11 гидроузла до реки Нуры. Сдача в постоянную эксплуатацию всего канала Иртыш- Караганда предусмотрена в 1971 году.
До сдачи в постоянную эксплуатацию канала в соответствии с указанным постановлением (п.10) Министерство энергетики и электрификации СССР осуществляет готовую эксплуатации готовых участков канала. Для этой цели в составе дирекции строящегося канала Иртыш- Караганда была создана служба временной эксплуатации. Приемка готовых участков канала от Иртышканалстроя во временную эксплуатацию производится Государственной приемочной комиссией МЭиЭ с участием представителей исполнительных комитетов областей, по территории которых проходит канал.
В целях подготовки к организации постоянной эксплуатационной службы на канале Совет Министров Казахской ССР обратился в Совет Министров СССР с просьбой поручить МэиЭ СССР составить в 1969 году проект Организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда (письмо от 23 октября 1968 года).
Министерство энергетики и электрификации СССР решением № 177тот 2 декабря 1968 года поручило составление проекта организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда институту Гидропроект.
Техническое задание на составление указанного проекта согласовано Советом Министров Казахской ССР и утверждено Министерством ЭиЭ СССР 21 февраля 1969 года.
Проект организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда состоит из трех частей. В первой части дается краткая характеристика природных условий района трассы канала, состав его сооружений и остальные конструктивные особенности их с учетом эксплуатации и ремонта строительной части и оборудования.
Вторая часть освещает основные режимы работы сооружений канала и их оборудования: гидравлический режим работы бьефов, в летних, зимних и паводковых условиях, режим насосного и гидромеханического оборудования, энергетические, аварийные и другие условия работы.
В третьей части проекта изложены соображения об организационной структуре управления эксплуатации всех водохозяйственных систем Центрального Казахстана в зоне влияния канала Иртыш-Караганда и разработана конкретная структура треста по эксплуатации комплекса сооружений канала со всеми его служебными и должностными обязанностями его работников от управления треста до эксплуатационного участка.
Проект составлен с участием следующих отделов и специалистов Гидропроекта:
- отдел Главного инженера проекта - отдел канала Иртыш-Караганда - К.А. Смирнов, Ю.В. Гурычев, Н.И. Мишуровский, И.В. Буторин, Е.Л. Исаев.
- ОКБ - Г.И. Павлов, отделы: гидротехнический- Н.П. Хрищев, В.А. Бурлаченко; гидромеханический - Т.Т. Чибисов; электротехнический- А.Г. Ашнин, А.М. Иванов.
- отдел монтажных работ - К.И. Мельниченко, Н.А. Бураков, И.Е. Вейц, А.Г. Дядечко.
- отдел связи - И.В. Андреев, Т.М. Русанова.
- отдел гидрологии - Б.Б. Леонтьевский, М.В. Смолякова, Г.И. Цепляева.
- отдел водохранилищ - С.М. Успенский, Ю.В. Калканов, С.М. Черкасов
Строительство канала им. Каныша Сатпаева, который ранее именовался как канал Иртыш-Караганда, было начато Министерством Энергетики в 1962 году. В 1967 году была введена во временную эксплуатацию первая очередь Канала Иртыш-Экибастуз (133 км). В дальнейшем канал вводился в эксплуатацию отдельными пусковыми комплексами.
По окончанию строительства Постановлением Совета Министров СССР от 10 апреля 1970 года была создано Предприятие по эксплуатации канала, которое вошло в состав Министерства Энергетики СССР. В состав Предприятия вошли два управления - Павлодарское и Карагандинское, основной функцией которых было обеспечение водой населения, промышленных предприятий Павлодарской, Карагандинской, Акмолинской областей и сельхозпроизводителей, находящихся в зоне канала.
Постановлением Совета Министров СССР от 26 ноября 1966 г. № 906 установлен ввод в 1969 году очередных участников канала от Экибастуза до реки Шидерты (133- 173 км) и на Карагандинском склоне - от 11 гидроузла до реки Нуры. Сдача в постоянную эксплуатацию всего канала Иртыш- Караганда предусмотрена в 1971 году.
До сдачи в постоянную эксплуатацию канала в соответствии с указанным постановлением (п.10) Министерство энергетики и электрификации СССР осуществляет готовую эксплуатации готовых участков канала. Для этой цели в составе дирекции строящегося канала Иртыш- Караганда была создана служба временной эксплуатации. Приемка готовых участков канала от Иртышканалстроя во временную эксплуатацию производится Государственной приемочной комиссией МЭиЭ с участием представителей исполнительных комитетов областей, по территории которых проходит канал.
В целях подготовки к организации постоянной эксплуатационной службы на канале Совет Министров Казахской ССР обратился в Совет Министров СССР с просьбой поручить МэиЭ СССР составить в 1969 году проект Организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда (письмо от 23 октября 1968 года).
Министерство энергетики и электрификации СССР решением № 177 тот 2 декабря 1968 года поручило составление проекта организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда институту Гидропроект.
Техническое задание на составление указанного проекта согласовано Советом Министров Казахской ССР и утверждено Министерством ЭиЭ СССР 21 февраля 1969 года.
Проект организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда состоит из трех частей. В первой части дается краткая характеристика природных условий района трассы канала, состав его сооружений и остальные конструктивные особенности их с учетом эксплуатации и ремонта строительной части и оборудования.
Вторая часть освещает основные режимы работы сооружений канала и их оборудования: гидравлический режим работы бьефов, в летних, зимних и паводковых условиях, режим насосного и гидромеханического оборудования, энергетические, аварийные и другие условия работы.
В третьей части проекта изложены соображения об организационной структуре управления эксплуатации всех водохозяйственных систем Центрального Казахстана в зоне влияния канала Иртыш-Караганда и разработана конкретная структура треста по эксплуатации комплекса сооружений канала со всеми его служебными и должностными обязанностями его работников от управления треста до эксплуатационного участка.
Проект составлен с участием следующих отделов и специалистов Гидропроекта:
- отдел Главного инженера проекта - отдел канала Иртыш-Караганда - К.А. Смирнов, Ю.В. Гурычев, Н.И. Мишуровский, И.В. Буторин, Е.Л. Исаев.
- ОКБ - Г.И. Павлов, отделы: гидротехнический- Н.П. Хрищев, В.А. Бурлаченко; гидромеханический - Т.Т. Чибисов; электротехнический- А.Г. Ашнин, А.М. Иванов.
- отдел монтажных работ - К.И. Мельниченко, Н.А. Бураков, И.Е. Вейц, А.Г. Дядечко.
- отдел связи - И.В. Андреев, Т.М. Русанова.
- отдел гидрологии - Б.Б. Леонтьевский, М.В. Смолякова, Г.И. Цепляева.
- отдел водохранилищ - С.М. Успенский, Ю.В. Калканов, С.М. Черкасов [1]
Канал им. Каныша Сатпаева, общей протяженностью 458 км проходит по территории двух областей, в том числе по Павлодарской области 272 км, по территории Карагандинской области 186 км и осуществляет подачу воды от р.Белой (приток р.Иртыш) до г.Караганды . Перекачка воды осуществляется 22 насосными станциями и поднимает воду на высоту 453 м, в том числе по Карагандинскому склону на высоту 188,6 м. Каждая насосная станция в среднем поднимает воду на высоту 16-22 м. Карагандинское управление эксплуатации обслуживает 10 насосных станций №13-22 канала им. К. Сатпаева и 2 насосные станции №1-2 водовода по переброске воды в реку Ишим.
Максимальный объём водоподачи по каналу за период эксплуатации - 885,1 млн. м3 (1989 год), в том числе по Карагандинской области -383,7 млн. м3, из них для сельского хозяйства -146,6 млн. м3.
Минимальный объем водоподачи по каналу -202,9 млн. м3 (2001 год), в том числе по Карагандинской области - 138,2 млн. м3, из них для сельского хозяйства -0,2 млн. м3.
В настоящее время водоподача по каналу (план 2017 года) возросла до 425 млн. м[3] в год, в том числе по Карагандинской области -145 млн. м3 (план), факт за 11 мес. -131,2 млн. м[3], из них для сельского хозяйства - 5,4 млн. м[3] (план), факт за поливной сезон 3,75 млн. м[3] для орошения 1,25 тыс.га площадей по заключенным договорам. Отпуск воды по населению и промышленности за 11 мес.:
- ТОО Караганды Су -62,6 млн. м[3],
- АО Арселор Миттал Темиртау -24,1 млн. м[3],
- УД Борлы Куучекинский угольный разрез,- 0,154 млн. м[3],
- АО Centrаl Аsiа Cement - 0,3 млн. м3,
- ТОО ТЭМК- 0,164 млн. м[3].
1.1 Историческая справка
Области, относимые к Центральному Казахстану, занимают одну четвертую часть территории Казахской ССР. Их площадь исчисляется сотнями тысяч квадратных километров. Это Карагандинская, Павлодарская и Целиноградская области. Расположение в бассейнах небольших бессточных рек - Нуры и Сарысу.
Начало использования природных богатств Центрального Казахстана положены в годы первой и второй пятилеток. Одновременно с развитием промышленности и ростом населения района развивалось и сельское хозяйство, главным образом за счет освоения земель и животноводства.
Водоснабжение промышленности, населения и сельского хозяйства Центрального Казахстана до того времени осуществлялось из местных поверхностных и подземных источников. За те годы построено множество регулирующих водохранилищ и прудов на реках и в логах района. Среди них водохранилища многолетнего регулирования: Самаркандское или Большое Карагандинское на реке Нуре, Шерубай- Нуринское и Кингирское на одноименных реках. Вячеславское в верховьях Ишима и другое. Однако объем местных водных ресурсов не соответствует потребности развивающейся промышленности и орошаемого земледелия. Оставшиеся возможности зарегулирования и использования местного стока незначительны (за исключением реки Ишим).
Идея привлечения водных ресурсов бассейнов рек Оби и Енисея для водообеспечения районов Средней Азии и Казахстана выдвигалась передовыми людьми нашей страны, еще с прошлого века. Вывод всех исследований по выбору внешнего источника водообеспечения Центрального Казахстана на ближайшую перспективу (1980-1985 годы) был один- река Иртыш в ее среднем течении от створа Шульбинской ГЭС до города Омска. По предложению Академии Наук Казахской ССР проектно- изыскательному институту Гидропроект было поручено составить в 1957- 1958 годах схематический проект Водоснабжение и орошение Карагандинского промышленного района.
Гидропроектом было изучено водопотребление народного хозяйства и возможность его покрытия местными источниками в перспективе до 1980 года и подтверждена необходимость подачи воды из Иртыша. Были проведены полевые изыскания и рассмотрены в проекте 8 вариантов подачи воды от Иртыша к основным водопотребителям - Караганде и Темиртау.
Рассматривались следующие варианты трассы канала Иртыш- Караганда - Самый северный из них Селетинский, трасса которого начиналась у села Иртышского, в 225 километрах ниже Павлодара, пересевает в Юго- Западном направлении Прииртышскую низменность, проходит вверх по реке Селеты, пересечение Ишима в районе Целинограда и, поднимаясь вверх по реке Нура, подходит к Караганде с Запада.
Олентинский и принятый Шидертинский варианты берут свое начало у города Ермака и проходят сначала в западном направлении по одной и той же трассе. Затем Шидертинский вариант поворачивает на юго- запад вверх по реке Шидерты, а Олентинский - по реке Оленты. Трассы обоих вариантов подходят к реке Нуре и Караганде с севера.
Группа вариантов трассы: Подпусковый, Ботакаринский, Ащисуйский, Карасорский и Шульбинский расположены южнее и подходят к Караганде и Темиртау с востока вниз по реке Нуре. Отличается они между собой следующим:
Подпусковой вариант, наименование которого исходит от названия села Подпуск на Иртыше, проложен севернее Баянаульских гор и Ботакаринский вариант с водозабором южнее у села Семиярское проходит южнее Баян- Аула. Обе трассы сливаются северо- западнее Семиз- Бугу и через озеро Бота-Кара впадают в реку Нуру.
Ащисуйский и Карасорский варианты ответвляются от Ботакаринского в гористой части Центрального Казахстана и первый по руслу пересыхающей реки Ащи-Су, а второй южнее, используя озеро Карасор впадают в реку Нру южнее и ниже Ботакаринского варианта.
Последний из Иртышских вариантов трассы канала Шульбинский, предложенный Казахским институтом энергетики, начинается от проектируемого водохранилища Шульбинской гидроэлектростанции и на протяжении около 300 километров проходит вдоль Иртыша, отдаляясь от него сначала на 20, затем на 40 и более километров. Дальнейшее направление трассы совпадает с трассой Ботакаринского варианта.
Наиболее эффективный из рассмотренных вариантов трассы Иртыш- Караганда по строительной стоимости, условиям строительства и энергоснабжения, обеспечения водой промышленного района Экибастуза и другим показателям оказался Шидертинский вариант. Этот вариант трассы был рекомендован Гидропроектом и принят экспертными комиссиями Казахской ССР и Госэкономсовета СССР.
Гидропроекту было поручено составить проектное задание канала Иртыш- Караганда по Шидертинскому варианту трассы.
Проектное задание было сдано заказчику в 1960 году, рассмотрено Государственной экспертизой и утверждено постановлением Совета Министров СССР 13 июля 1961 года за №646.
Строительство Канала было начато Министерством энергетики и электрификации в 1962 году с подсобных предприятий и жилых поселков Калкамана и Беловки. В начале 1967 года была сдана во временную эксплуатацию первая очередь канала Иртыш - Экибастуз (0-133 км).
Постановлением Совета Министров СССР от 26 ноября 1966 года за № 506 установлен срок сдачи канала Государственной комиссии- 1971 год.[2]
1.2 Климат Района
Район канала Иртыш-Караганда расположен в степной климатической зоне Казахстана. Характерной чертой климата является его резкая континентальность и засушливость, обусловленная удаленностью от больших водных пространств, а также свободным доступом теплого сухого воздуха пустынь Средней Азии и холодного, бедного влагой, арктического воздуха.
Краткая характеристика климата, в таблице 1.1 составлена по материалам многолетних наблюдений различной длительности в пределах периода с 1881г. по 1968г. на следующих станциях:
Таблица 1.1
Характеристика климата
Метеостанция
Высота (м)
Павлодар
118
Караганда
556
Темир-Тау
495
Средние месячные и годовая температура воздуха по метеостанциям Павлодар и Караганда за 1881-1960 гг. показаны в таблице 1.2
Абсолютный максимум температуры воздуха достигал 40-42[0], абсолютный минимум падал до минус 47-49[0].
Переход средней суточной температуры воздуха через 0[0] весной отмечается в среднем 7 апреля, осенью-25 октября.
Средняя продолжительность теплого периода (со средней суточной температурой воздуха выше 0[0] составляет 200 дней).
Последние заморозки весной отмечаются в среднем 13-18 мая, первые осенние заморозки-21 сентября. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 125-130 дней.
Испарение с водной поверхности водохранилищ, проектируемых в районе канала Иртыш-Караганда определено по формуле А.П. Браславского и З.А Викулиной, пользуюсь данными метеорологической станции Темир-Тау. [3]
Таблица 1.2
Средние месячные и годовая температура воздуха
Месяц
Метеостанция
Павлодар
Караганда
Температура воздуха ([0]С)
I
-17,9
-15,1
II
-17,2
-14,5
III
-10,5
-8,7
IV
3,2
8,0
V
12,9
12,4
VI
19,0
17,9
VII
21,2
20,8
VIII
18,7
18,0
IX
12,4
11,7
X
3,2
2,8
XI
-7,6
-7,0
XII
-15,0
-13,3
год
1,9
2,3
Преобладающими в году ветрами являются юго-западные ветры. Повторяемость различных направлений ветра и штилей за год по метеостанциям Павлодар (1939-1958гг.) и Караганда (1944-1963гг.) показана в таблице 1.3
Таблица 1.3
Повторяемость различных направлений ветра и штилей за год
Метеостанция
Направление
С
СВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СВ
Повторяемость в %
Павлодар
8
10
7
13
11
23
17
11
Караганда
8
16
10
11
14
25
10
6
На рисунке 1.1 приведены характерные розы ветров по метеостанций Караганда, как наиболее характерным для проведения работ
Рисунок 1.1 Розы ветров МС Караганда.
Средняя годовая скорость ветра составляет 5,4 мсек в Павлодаре и 5,5 мсек в Караганде. Максимальная скорость ветра достигала 40 мсек и наблюдалась на метеостанции Караганда в январе 1949г. при юго-юго-западном направлении.
Средняя многолетняя годовая сумка осадков составляет около 250-280 мм, из них примерно 70-72% приходится на теплый период (апрель-октябрь). Появление снежного покрова в среднем отмечается 5 ноября в Павлодаре и 27 октября в Караганде, образование устойчивого снежного покрова наблюдается соответственно 19 и 13 ноября, разрушение его происходит 4 апреля; среднее число дней со снегом равно 143 в Павлодаре и 150 в Караганде.
Испарение с водной поверхности водохранилищ, проектируемых в районе канала Иртыш-Караганда определено по формуле А.П. Браславского и З.А Викулиной, пользуюсь данными метеорологической станции Темир-Тау.
Осадки. Из 315 мм годового количества выпадающих осадков на теплый период года приходится 223 мм, а на холодный период - 92 мм. Осадки, в основном, выпадают в июне - июле, более 40 мм в среднем за многолетний период; в январе - феврале только 15-17 мм. Осадки обычно выпадают в виде мелкого дождя или снега, когда толщина слоя выпадающих осадков не превышает 0.1 мм в сутки. Суточное количество выпадающих осадков в 20 мм и более случается крайне редко. Наблюденный максимум выпавших осадков в сутки составил 66 мм. Максимум 1 % обеспеченности составляет 56 мм в сутки. [4]
Максимальная интенсивность дождя за 20 минут составляет 0.9 мммин, за 1 час - 0.3мммин. Несмотря на небольшую долю в годовом объеме, приходящуюся на осадки, выпадающие в зимнее время, снежный покров играет важную роль в формировании естественного поверхностного дренажа.
Устойчивый снежный покров устанавливается обычно во второй декаде ноября и сохраняется обычно в течение приблизительно 150 дней. Общее таяние снега обычно отмечается в середине апреля, но может происходить в период со второй декады марта до начала мая. Высота снежного покрова в среднем составляет 25 см, максимальная толщина снежного покрова достигает 52 см. Средний запас воды в снеге составляет 78 мм, абсолютный максимум - 175 мм.
Испарение. Обычно испарение с поверхности воды в Казахстане определяется с помощью испарительных лотков GGI-3000, установленных на метеорологических станциях [5].
Прибор состоит из испарителя, дождемера, объемной капельницы и измерительных трубок. Испаритель представляет собой цилиндрический сосуд с конусообразным дном. Площадь поверхностей испарителя и дождемера составляет 3 000 см².
На рисунке 1.2.2 представлено годовое распределение среднего количество осадков, испарения и средней температуры воздуха по метеостанции Караганда
Рисунок 1.2 График, представляющий среднее количество осадков, испарение и среднюю температуру воздуха на метеостанции Караганда.
1.3 Гидрология водотоков
В районе канала Иртыш-Караганда в основном формируются временные водотоки, имеющие сток лишь в короткий период снеготаяния весной. Рек с постоянным течением мало. Наиболее значительными реками района являются Иртыш, Шидерты и Нура. Ниже приводится краткая гидрологическая характеристика этих рек.
Река Иртыш
Режим реки Иртыш определяется, главным образом, таянием снегов и ледников и, в несколько меньшей степени, дождями. Участок водозабора канала расположен на Иртыше ниже существующих на реке водохранилищ Бухтарминской и Усть-Каменогорской гидроэлектростанций, а также проектируемой Шульбинской ГЭС, которые меняют естественный режим реки.
Река Шидерты
Река Шидерты используется под трассу канала на протяжении примерно 300 километров по ее фарватеру. Питание река получает, главным образом, за счет весеннего таяния снегов. Грунтовые и дождевые воды играют в этом незначительную роль.
Река Нура
Река Нура берет свое начало в центральной части казахстанского мелкосопочника, в горах Кызыл Тас на высоте 1 100-1 250 м БС и впадает в бессточное озеро Тенгиз на отметке около 304 м БС в Акмолинской области. Общая протяженность реки Нура составляет 978 км, площадь водосбора - около 58 100 км².
Для водного режима реки Нуры характерно резко выраженное весеннее половодье и продолжительная летне-осенняя межень, с незначительными подъемами уровней воды от дождей.[6]
1.4 Краткая инженерно-геологическая характеристика района сооружений
Трасса канала Иртыш-Караганда пересекает обширные территории Центрального Казахстана- области с весьма сложный геологическими строением, разнообразными геоморфологическими и гидрогеологическими условиями. Сложность геологического строения определяется с одной стороны развитием пород весьма разнообразных по составу (скальные, полускальные, песчаные, глинистые), возрасту (от нижне - палеозойских до современных) и генезису (интрузивные, эффузивные, вулканогенные осадочные и т.д.). В то же время для Центрального Казахстана характерно весьма сложное тектоническое строение- наличие ряда складчатых зон и многочисленных разрывных нарушений, обуславливающих боковое строение скального фундамента. Особенности геологического строения, ход геологической истории развития района различный характер и интенсивность молодых тектонических процессов (в т.ч. в четвертичном периоде) определяют разнообразный по формам и весьма сложный по их взаимоотношению рельеф. Не менее сложны и гидрогеологические условия территории. Здесь распространены воды различные по типам (трещинные, трещинно-карстовые, пластовые, поровые), по глубине и условиям залегания (напорные, грунтовые), режиму, составу и минерализации. Характерным для района является широкое развитие современных физико-геологических явлений (выветривание, оползни, карст, засоление, облессование и т.д.). [6]
Такая сложная картина геологического строения, геоморфологических и гидрогеологических особенностей определяет весьма сложные и разнообразные инженерно-геологические условия территории и показана на рисунке 1.3
Рисунок 1.3 Показатели физико- механических свойств пород района
1.5 Основные сооружения
Головной водозаборный гидроузел
Головной водозаборный гидроузел канала Иртыш-Караганда расположен на притоке Иртыша реке Белой в 92 километрах от ее истока по фарватеру и в 9 км от ее устья.
В связи с недостаточной пропускной способностью реки Белой и межень в проекте предусмотрена расчистка ее русла у истока. Расчистка производится в несколько этапов. Первоначальная - для заполнения водохранилищ канала в пусковый период двумя насосами (30-33м[3]сек.) имеет длину 6,5 км при глубине от минимального горизонта воды 3м и ширине 0 м. Дальнейшая расчистка производится по мере увеличения водопотребления из канала.
Водозаборный гидроузел состоит из следующих сооружений: расчистка русла р. Белой, земляная подпорная плотина через реку Белую с водосбросом 106 в теле плотины и насосная станции первого подъема. Минимальная отметка уреза воды в естественных условиях в створе водозабора 109,0 м, максимальная на наблюденных во время весенних паводков 113,80 м.
Поддержание постоянного горизонта воды в водохранилище осуществляется при помощи гидромеханического оборудования водосброса 106.
Водосброс 106 представляет из себя водослив с широким порогом с двумя пролетами шириной по 8 метров. Он рассчитан на пропуск 200 м[3]сек. воды.
Порог водосброса принят на уровне дна реки (отметка 106 м), что позволяет осуществлять смыв наносов, оседающих перед ковшом насосной станции. Флютбет представляет собою железобетонную плиту толщиной 2,5 м, размером в плане 8,0*23,0м. [7]
Каналы
Трасса канала Иртыш-Караганда делится водоподъемными насосными станциями, перепадами водосброса 28, дюкеров через реку Нуру и водохранилищами на 34 отдельных канала общей длиной 354 километр, не считая расчисток глубиной выемки до 2 м. Ширина по дну канала 3-4 метра, откосы 1:2,5, 1:3 в мягких грунтах, 1:2- в интенсивно выветренных скальных грунтах и 1:1 и 1:0,5- в сохранных и крепких скальных породах канала 32 на подходе к насосной станции.
Участок канала в пойме в пойме реки Нуры врезается в основном песчаными грунтами. Часть канала здесь проходит наполовину в насыпях, фильтрационные воды отводятся в русло р. Нуры по дренажным канавам.
Насосные станции подъема
По строительной части и оборудование насосные станции являются наиболее сложными сооружениями канала. Опыт проектирования, строительства и эксплуатации каналов подтверждает преимущества каналов с равными ступенями подъема и однотипными насосными станциями.
Типизация насосных станций представляется особо целесообразной на каналах большой протяженности.
Первая насосная станция располагается на левом берегу протоки Иртыша реки Белой, десятая и четырнадцатая-при плотинах гидроузлов на реке Шидерты, восемь насосных станций (7,8,9,11,12,13,15,16 )-на соединительных каналах между водохранилищами в долине реки Шидерты и остальные одиннадцать (2,3,4,5,6,17,18,19,20,21 и 22)- на магистральных каналах.
Для насосных станций, входящих в состав гидроузлов на реке Шидерты, характерны значительные, до 4 метров, колебания уровней в бьефах и изменения расчетных напоров до 3 метров.
На скальных грунтах располагаются здания 15 насосных станций и на мягких грунтах-здания 7 насосных станций.
Компоновка всех 22 насосных станций принята с раздельным расположением здания насосной станции и приемного бассейна с соединительным трубопроводом между ними.
В состав узла каждой насосной станции входят следующие сооружения:
-здание насосной станции со служебным мостом и перегрузочным порталом;
-здание приемного бассейна с сопрягающим сооружениями;
-напорный трубопровод;
-открытая понизительная подстанция с распределительным устройством;
-подводящий канал;
-отводящий канал;
-подъезды, дренажи и водоотводная сеть.
Взаимное расположение сооружений в компоновке узла, конструкция и размеры трубопроводов, противофильтрационных устройств, дренажей, а также подъездов определились для каждой насосной станции рельефом местности, а также инженерно-геологическими условиями участков.
Здание насосной станции безнапорного типа. Оно свободно (без засыпки) располагается в ковше, который создается в подводящем канале за счёт уширения его концевой части; сообщением с берегом-по служебному посту. Такое расположение здания станции позволило применить для всех 22-х насосных станций однотипную конструкцию, отличающуюся только фундаментной плитой, конструкция которой зависит от грунтов основания.
Верхнее строение здания насосной станции образует закрытое помещение (машинный зал) над электродвигателями насосов: здесь же со стороны верхнего бьефа на отметке 21,70 м, размещается электротехническое оборудование, а один из секторов занимает разгрузочная площадка, на которую входят рельсовые пути со служебного моста.
Приемный бассейн - одноэтажное здание, выполненное из сборного железобетона, имеет один вход, в котором расположены клапана срыва вакуума. Здание приемного бассейна соединено с НС напорным трубопроводом, которое состоит из 3 основных ниток, диаметром 2,6 м и 1- дополнительной, диаметром 1,6м (длина каждой - 89,13 м). [7]
Приемный бассейн сифонного типа, с клапанами срыва вакуума. Клапаны действуют от механических приводов, автоматически срабатывающих при остановке насоса. Закрываются клапаны от электрического привода только после запуска насоса. Число сифонов- 4, равное числу насосов. Сечение горловин сифонов прямоугольное, размером 3,46х 1,5 м, в примыкании к трубопроводу круглое D= 2,6 м. Материал бетон с металлической облицовкой потолка и стен сифонов. Приемный бассейн состоит из односекционной коробки размером 11,65х21,0 м, высота- 10,6 м, жесткость котрой обеспечивается продольными и поперечными стенками, заделанными в фундаментную плиту и перекрытие. Пустоты в коробке заполнены грунтом. Верхнее строение приемного бассейна размерами 17,4х4,4 каркасного типа с колоннами заделанными в бетон массивной части. Заполнение стен из керамзибетонных панелей и кирпича, окна из стеклоблоков, покрытие жб плиты, кровля рулонная. На приемном бассейне имеется мостовой переход, расстояние между осями опор мостового перехода- 16,8 м. Габарит проезжей части - 7,0 м. Нагрузки Н-18, НК-80.
Напорные трубопроводы- индивидуальные для каждого агрегата. Трубопроводы открытые (незасыпные), выполняются в металле с усиленной антикоррозийной изоляцией; для насосных станций 1,3,4,5,6,8,10,14,15,16,18,19,20,21 и 22 предусмотрена также и термоизоляция. Диаметр трубопроводов -2600 мм, длина-от 50,4 м и на НС 22 до 107 м на НС 15-определяется напором и заданным уклоном трубопровода.
По длине трубопровод делится на две части: горизонтальную и наклонную. Он жестко заделывается концами в бетон здания станции, анкерной опоры и приемного бассейна. Неравномерность осадок отдельных сооружений и линейные деформации трубопроводов воспринимаются температурно-осадочными компенсаторами.
Понизительная подстанция и ОРУ располагаются на открытой площадке с левой стороны от здания станции. В компоновке узла насосной станции предусматриваются подъезды с жестким покрытием от инспекторской автодороги к разгрузочной площадке у служебного моста, к ОРУ и переезд общего пользования через приемный бассейн. [6]
2 ПАСПОРТ КАНАЛА ИМ. КАНЫША САТПАЕВА (КАРАГАНДИНСКИЙ ФИЛИАЛ)
1. Название канала или индекс Канал имени Каныша Сатпаева (Карагандинский филиал)
2. Год ввода канала в эксплуатацию 1974год
3. Расход воды в голове канала: максимальный 57,0 м[3]сек ; нормальный 38,0 м[3]сек.
4. Длина канала 186 км
5. Забор воды в канал производится из гидроузла №6
6. Тип сооружения в голове канал №49, насосная станция №13
7. Канал проходит по территории Карагандинская область ( ПК 2809+34-ПК 4578+97)
8. Паспортные данные Карагандинского филиала канала имени Каныша Сатпаева:
-длина трассы 186 км
в том числе: по каналам 129 км; по водохранилищам 55,9 км; по насосным станциям и напорным трубопроводам, дюкеру 1,1 км;
-статическая высота подъема воды на водоразделе рек Шидерты и Нуры 189 м.
-расчетная водоподача канала 500 мл. м[3] в год.
-установленная мощность насосных станций 159,8 тыс. КВт.
9. Технические характеристики сооружений канала представлены в виде таблицы 2.1. [8]
Таблица 2.1
Состав гидротехнических сооружений на канале.
№ ПП
Сооружения
Единицы измерения
Количество
1
2
3
4
1.
Насосные станции (всего):
в том числе: станции подъема воды
станции перекачки фильтрационных вод
шт.
шт.
шт.
10
10
-
2.
Каналы
шт.
17
3.
Земляные плотины
шт.
6
4.
Перегораживающие сооружения
шт.
-
5.
Водосбросы
шт.
5
6.
Водовыпуски
10
7.
Водопропускные трубы под каналом
шт.
4
8.
Дюкер
шт.
1
9.
Водохранилища
шт.
6
10.
Мостовые переходы через канал
шт.
7
Продолжение таблицы 2.1
11.
Площадь зоны санитарной охраны по ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Водные ресурсы и мелиорация
КУРМАНГАЗИЕВА М.Т.
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Оценка надежности и повышение эффективности работ насосных станций на канале Иртыш-Караганда
Специальность 5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
Алматы 2018
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет: Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра: Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Тема:______________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ _______________________
Объем, стр. __________ Количество чертежей и иллюстрационных материалов __________ Приложений _________
Выполнил (а) Курмангазиева Мадина Таировна
Допущена к защите __________________20___г.
Заведующий кафедрой ____________________ _______________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель ____________________________ ______________________
(подпись) (Ф.И.О.) Консультанты:
________________________ ________________ ______________________
(раздел) (подпись) (Ф.И.О.) ________________________ ________________ ______________________
(раздел) (подпись) (Ф.И.О.)
Норма контроль _________________ _____________________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Рецензент _________________ _____________________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Алматы 2018
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет: Гидротехника, мелиорация и бизнес
Специальность: 5В080500 Водные ресурсы и водопользование
Кафедра: Водные ресурсы и мелиорация
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломного проекта
Студент
___________________________________ _______________________________
(Ф.И.О)
Тема проекта ___________________________________ ___________________________________ _______________________________ ___________________________________ _______________________________ _______________________________
Утверждена приказом по университету № ____ от _______________20 __г.
Срок сдачи законченного проекта
_______ ________________________ 20 __г.
Исходные данные к проекту:
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ ___________________________________ _______________________________ _______________________________
Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте вопросов:
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ ___________________________________ _______________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Рекомендуемая основная литература ___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ ___________________________________ _______________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
___________________________________ _______________________________
Консультанты по специальным разделам проекта
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
Заведующий кафедрой ________________ _________________________
(подпись) (ФИО)
Руководитель дипломного проекта _____________ _________________
(подпись) (ФИО)
Задание принял к
исполнению, студент _____________ ______________________________
(подпись) (ФИО)
ГРАФИК
выполнения дипломного проекта
№ пп
Перечень разделов и разрабатываемых работ
Сроки представления руководителю
Примечание
Заведующий кафедрой ___________________ ________________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель проекта (работы) ____________ _____________________
(подпись) (Ф.И.О.)
Задание принял к исполнению, студент __________________ __________________________________
(подпись) (Ф.И.О.)
ПАСПОРТ ПРОЕКТ
№ пп
Параметры и показатели
Единицы
измерения
Количество
1
Протяженность трассы, всегоКараганд. обл
в том числе: по каналамКараганд. обл
по водохранилищамКараганд. обл
по насосным станциям, напорным трубопроводам, дюкеруКараганд. Обл
км
км
км
км
458186
354129
10155,9
3,01,1
2
Высота подъема водыКараганд. обл
м
418189
3
Расход головного водозабора(головной НС)
м[3]с
76,0
4
Расчетная годовая водоподача (нетто)Караганд. Обл
млн. м[3]год
1960500
5
Установленная мощность насосных станцийКараганд. обл.
тыс.кВт
355,0159,8
6
Годовая потребность в электроэнергии, всего
млн.кВт
2200
7
Общие потери водыКараганд.обл
В том числе: на фильтрациюКараганд.обл
на испарениеКараганд.обл
млн. м3
176,5456,38
млн. м3
69,4212,77
млн. м3
107,1243,61
Состав сооружений
1
Насосные станции подъемаКараганд.обл
шт.
2210
2
Насосные станции перекачки фильтрационных вод
шт.
5-
3
Каналы
т
3417
4
Земляные плотины
шт.
146
5
Перегораживающие сооружения
шт.
3-
6
Прочие ГТС (водосбросы, водовыпуски, перепады,и др.)
шт
325
7
Мостовые переезды через канал
шт.
147
8
Автомобильная дорога
км.
511
9
Линии электропередачи (220,110,35 и 6кВ)
км
628
10
Линии связи
км
596
11
Поселки эксплуатационников
шт
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
8
1.
Характеристика канала имени Каныша Сатпаева
10
1.1
Историческая справка
13
1.2
Климат района
15
1.3
Гидрология водотоков
19
1.4
Краткая инженерно-геологическая характеристика района сооружений
20
1.5
Основные сооружения
21
2.
Паспорт канала им. Каныша сатпаева (карагандинский филиал)
24
2.1
Паспортные данные канала
26
2.2
Объёмы воды в гидроузлах и водохранилищах по карагандинскому филиалу (по проекту)
27
3.
Технические характеристики насосов
28
3.1
Гидротехнические сооружения карагандинского склона
29
3.2
Техническая характеристика дюкера №127
47
3.3
Фактическое размещение водозаборов филиала канал имени Каныша Сатпаева РГП Казводхоз в 2017 году
49
4.
Насосная станция № 17
53
4.1
Краткая характеристика насосной станции № 17
54
4.2
Здание насосной станции
56
4.3
Эксплуатация насосных станций
60
5.
Расчеты
65
5.1
Проектирование и расчет напорных трубопроводов
65
5.2
Проектирование здания насосной станции
71
5.3
Проектирование и расчет водовыпуска
74
6.
Определение технико-экономической эффективности
75
7.
Описание рекомендуемых к проекту насосных станций
77
Заключение
Список использованной литературы
Приложений
79
80
82
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. В настоящее время в связи с ростом производства важной задачей, требующей углубленного изучения и принятия наиболее приемлемых решений, является обеспечение предприятий водой. Даже для выплавки и проката стали просто необходима вода, причем в больших объёмах, не говоря уже о производстве продуктов питания. Важную роль вода играет и в повседневной жизни, ведь мы даже не можем себе представить и одного дня без воды. Поэтому просто необходимо заниматься решением задач по гарантированному и бесперебойному обеспечению питьевой и технической водой объектов бытового и промышленного назначения.
На сегодняшний день системы водоснабжения представляют собой комплекс сооружений, предназначенных для снабжения потребителей водой в необходимых количествах, требуемого качества и под требуемым напором. Системы состоят из сооружений для забора воды, из источника водоснабжения, ее обработки, перекачки воды к потребителю и сооружений для ее хранения.
В зависимости от вида обслуживаемого объекта системы водоснабжения подразделяются на городские, промышленные, сельскохозяйственные, железнодорожные и другие. Если системы водоснабжения обеспечивают водой отдельные районы страны или группы различных населенных пунктов и других объектов, то они называются районными или групповыми системами. В зависимости от вида потребителей системы водоснабжения выполняют функции хозяйственно-питьевых, производственных, противопожарных, поливочных водопроводов. Системы водоснабжения могут быть объединенными (едиными), неполно раздельными и раздельными. В зависимости от способов транспортирования воды системы водоснабжения подразделяются на напорные и безнапороные. Также системы водоснабжения подразделяются на водопроводы, забирающие воду из поверхностных источников (рек, озер, водохранилищ и морей), и на водопроводы, забирающие воду из подземных источников (артезианских и родниковых). Бывают смешанные системы, предусматривающие забор воды, как из поверхностных, так и из подземных источников .
Цель дипломного проекта. Повышение эффективности работ насосных станций на канале им. К.Сатпаева, снижающих эксплуатационные затраты и капвложения и уменьшающие напор и износчивость насосов на насосной станции.
Задачи выполняемых работ:
- обоснование проекта повышение эффективности работы насосной станции на канале им. К.Сатпаева. с водным кодексом РК;
- выбор и обоснование технологий и водоподъёмно-технических средств для эффективного обводнения пастбищ крестьянских и фермерских хозяйств;
- обоснование методики и расчёт новой устанавливаемой насосной станции на примере существующей насосной станции;
- технико-экономическое обоснование эффективности предложенного дипломного проекта.
Технической эксплуатацией насосных станций и установок является процесс их использования для выполнения государственного плана по перекачке объемов воды с целью гарантированного удовлетворения потребностей народного хозяйства, при поддержании на заданном уровне технических параметров, характеризующих технологический процесс, при обеспечении максимальной экономности работы, высоком коэффициенте полезного действия и при обеспечении надежной работы канала в целом.
В настоящем дипломном проекте задача повышения эффективности насосной станции будет решена посредством заменой некоторых частей насосной станции на более эффективный вариант изобретения Насосная станция с имеющим в тракте всасывания дополнительного расхода воды спиралевидным оребрением или спиралевидной футеровки для закручивания потока и насосная станция снабженная циклонной приемной камерой, тангенциально соединенной с аванкамерой.
Исходным материалом для разработки послужила карта-схема канала Иртыш-Караганда М 1:1000 и генеральный план насосной станции № 17, и данные о сооружениях на канале.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА КАНАЛА ИМЕНИ КАНЫША САТПАЕВА
Постановлением Совета Министров СССР от 26 ноября 1966 г. № 906 установлен ввод в 1969 году очередных участников канала от Экибастуза до реки Шидерты (133- 173 км) и на Карагандинском склоне - от 11 гидроузла до реки Нуры. Сдача в постоянную эксплуатацию всего канала Иртыш- Караганда предусмотрена в 1971 году.
До сдачи в постоянную эксплуатацию канала в соответствии с указанным постановлением (п.10) Министерство энергетики и электрификации СССР осуществляет готовую эксплуатации готовых участков канала. Для этой цели в составе дирекции строящегося канала Иртыш- Караганда была создана служба временной эксплуатации. Приемка готовых участков канала от Иртышканалстроя во временную эксплуатацию производится Государственной приемочной комиссией МЭиЭ с участием представителей исполнительных комитетов областей, по территории которых проходит канал.
В целях подготовки к организации постоянной эксплуатационной службы на канале Совет Министров Казахской ССР обратился в Совет Министров СССР с просьбой поручить МэиЭ СССР составить в 1969 году проект Организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда (письмо от 23 октября 1968 года).
Министерство энергетики и электрификации СССР решением № 177тот 2 декабря 1968 года поручило составление проекта организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда институту Гидропроект.
Техническое задание на составление указанного проекта согласовано Советом Министров Казахской ССР и утверждено Министерством ЭиЭ СССР 21 февраля 1969 года.
Проект организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда состоит из трех частей. В первой части дается краткая характеристика природных условий района трассы канала, состав его сооружений и остальные конструктивные особенности их с учетом эксплуатации и ремонта строительной части и оборудования.
Вторая часть освещает основные режимы работы сооружений канала и их оборудования: гидравлический режим работы бьефов, в летних, зимних и паводковых условиях, режим насосного и гидромеханического оборудования, энергетические, аварийные и другие условия работы.
В третьей части проекта изложены соображения об организационной структуре управления эксплуатации всех водохозяйственных систем Центрального Казахстана в зоне влияния канала Иртыш-Караганда и разработана конкретная структура треста по эксплуатации комплекса сооружений канала со всеми его служебными и должностными обязанностями его работников от управления треста до эксплуатационного участка.
Проект составлен с участием следующих отделов и специалистов Гидропроекта:
- отдел Главного инженера проекта - отдел канала Иртыш-Караганда - К.А. Смирнов, Ю.В. Гурычев, Н.И. Мишуровский, И.В. Буторин, Е.Л. Исаев.
- ОКБ - Г.И. Павлов, отделы: гидротехнический- Н.П. Хрищев, В.А. Бурлаченко; гидромеханический - Т.Т. Чибисов; электротехнический- А.Г. Ашнин, А.М. Иванов.
- отдел монтажных работ - К.И. Мельниченко, Н.А. Бураков, И.Е. Вейц, А.Г. Дядечко.
- отдел связи - И.В. Андреев, Т.М. Русанова.
- отдел гидрологии - Б.Б. Леонтьевский, М.В. Смолякова, Г.И. Цепляева.
- отдел водохранилищ - С.М. Успенский, Ю.В. Калканов, С.М. Черкасов
Строительство канала им. Каныша Сатпаева, который ранее именовался как канал Иртыш-Караганда, было начато Министерством Энергетики в 1962 году. В 1967 году была введена во временную эксплуатацию первая очередь Канала Иртыш-Экибастуз (133 км). В дальнейшем канал вводился в эксплуатацию отдельными пусковыми комплексами.
По окончанию строительства Постановлением Совета Министров СССР от 10 апреля 1970 года была создано Предприятие по эксплуатации канала, которое вошло в состав Министерства Энергетики СССР. В состав Предприятия вошли два управления - Павлодарское и Карагандинское, основной функцией которых было обеспечение водой населения, промышленных предприятий Павлодарской, Карагандинской, Акмолинской областей и сельхозпроизводителей, находящихся в зоне канала.
Постановлением Совета Министров СССР от 26 ноября 1966 г. № 906 установлен ввод в 1969 году очередных участников канала от Экибастуза до реки Шидерты (133- 173 км) и на Карагандинском склоне - от 11 гидроузла до реки Нуры. Сдача в постоянную эксплуатацию всего канала Иртыш- Караганда предусмотрена в 1971 году.
До сдачи в постоянную эксплуатацию канала в соответствии с указанным постановлением (п.10) Министерство энергетики и электрификации СССР осуществляет готовую эксплуатации готовых участков канала. Для этой цели в составе дирекции строящегося канала Иртыш- Караганда была создана служба временной эксплуатации. Приемка готовых участков канала от Иртышканалстроя во временную эксплуатацию производится Государственной приемочной комиссией МЭиЭ с участием представителей исполнительных комитетов областей, по территории которых проходит канал.
В целях подготовки к организации постоянной эксплуатационной службы на канале Совет Министров Казахской ССР обратился в Совет Министров СССР с просьбой поручить МэиЭ СССР составить в 1969 году проект Организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда (письмо от 23 октября 1968 года).
Министерство энергетики и электрификации СССР решением № 177 тот 2 декабря 1968 года поручило составление проекта организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда институту Гидропроект.
Техническое задание на составление указанного проекта согласовано Советом Министров Казахской ССР и утверждено Министерством ЭиЭ СССР 21 февраля 1969 года.
Проект организации и технологии постоянной эксплуатации канала Иртыш-Караганда состоит из трех частей. В первой части дается краткая характеристика природных условий района трассы канала, состав его сооружений и остальные конструктивные особенности их с учетом эксплуатации и ремонта строительной части и оборудования.
Вторая часть освещает основные режимы работы сооружений канала и их оборудования: гидравлический режим работы бьефов, в летних, зимних и паводковых условиях, режим насосного и гидромеханического оборудования, энергетические, аварийные и другие условия работы.
В третьей части проекта изложены соображения об организационной структуре управления эксплуатации всех водохозяйственных систем Центрального Казахстана в зоне влияния канала Иртыш-Караганда и разработана конкретная структура треста по эксплуатации комплекса сооружений канала со всеми его служебными и должностными обязанностями его работников от управления треста до эксплуатационного участка.
Проект составлен с участием следующих отделов и специалистов Гидропроекта:
- отдел Главного инженера проекта - отдел канала Иртыш-Караганда - К.А. Смирнов, Ю.В. Гурычев, Н.И. Мишуровский, И.В. Буторин, Е.Л. Исаев.
- ОКБ - Г.И. Павлов, отделы: гидротехнический- Н.П. Хрищев, В.А. Бурлаченко; гидромеханический - Т.Т. Чибисов; электротехнический- А.Г. Ашнин, А.М. Иванов.
- отдел монтажных работ - К.И. Мельниченко, Н.А. Бураков, И.Е. Вейц, А.Г. Дядечко.
- отдел связи - И.В. Андреев, Т.М. Русанова.
- отдел гидрологии - Б.Б. Леонтьевский, М.В. Смолякова, Г.И. Цепляева.
- отдел водохранилищ - С.М. Успенский, Ю.В. Калканов, С.М. Черкасов [1]
Канал им. Каныша Сатпаева, общей протяженностью 458 км проходит по территории двух областей, в том числе по Павлодарской области 272 км, по территории Карагандинской области 186 км и осуществляет подачу воды от р.Белой (приток р.Иртыш) до г.Караганды . Перекачка воды осуществляется 22 насосными станциями и поднимает воду на высоту 453 м, в том числе по Карагандинскому склону на высоту 188,6 м. Каждая насосная станция в среднем поднимает воду на высоту 16-22 м. Карагандинское управление эксплуатации обслуживает 10 насосных станций №13-22 канала им. К. Сатпаева и 2 насосные станции №1-2 водовода по переброске воды в реку Ишим.
Максимальный объём водоподачи по каналу за период эксплуатации - 885,1 млн. м3 (1989 год), в том числе по Карагандинской области -383,7 млн. м3, из них для сельского хозяйства -146,6 млн. м3.
Минимальный объем водоподачи по каналу -202,9 млн. м3 (2001 год), в том числе по Карагандинской области - 138,2 млн. м3, из них для сельского хозяйства -0,2 млн. м3.
В настоящее время водоподача по каналу (план 2017 года) возросла до 425 млн. м[3] в год, в том числе по Карагандинской области -145 млн. м3 (план), факт за 11 мес. -131,2 млн. м[3], из них для сельского хозяйства - 5,4 млн. м[3] (план), факт за поливной сезон 3,75 млн. м[3] для орошения 1,25 тыс.га площадей по заключенным договорам. Отпуск воды по населению и промышленности за 11 мес.:
- ТОО Караганды Су -62,6 млн. м[3],
- АО Арселор Миттал Темиртау -24,1 млн. м[3],
- УД Борлы Куучекинский угольный разрез,- 0,154 млн. м[3],
- АО Centrаl Аsiа Cement - 0,3 млн. м3,
- ТОО ТЭМК- 0,164 млн. м[3].
1.1 Историческая справка
Области, относимые к Центральному Казахстану, занимают одну четвертую часть территории Казахской ССР. Их площадь исчисляется сотнями тысяч квадратных километров. Это Карагандинская, Павлодарская и Целиноградская области. Расположение в бассейнах небольших бессточных рек - Нуры и Сарысу.
Начало использования природных богатств Центрального Казахстана положены в годы первой и второй пятилеток. Одновременно с развитием промышленности и ростом населения района развивалось и сельское хозяйство, главным образом за счет освоения земель и животноводства.
Водоснабжение промышленности, населения и сельского хозяйства Центрального Казахстана до того времени осуществлялось из местных поверхностных и подземных источников. За те годы построено множество регулирующих водохранилищ и прудов на реках и в логах района. Среди них водохранилища многолетнего регулирования: Самаркандское или Большое Карагандинское на реке Нуре, Шерубай- Нуринское и Кингирское на одноименных реках. Вячеславское в верховьях Ишима и другое. Однако объем местных водных ресурсов не соответствует потребности развивающейся промышленности и орошаемого земледелия. Оставшиеся возможности зарегулирования и использования местного стока незначительны (за исключением реки Ишим).
Идея привлечения водных ресурсов бассейнов рек Оби и Енисея для водообеспечения районов Средней Азии и Казахстана выдвигалась передовыми людьми нашей страны, еще с прошлого века. Вывод всех исследований по выбору внешнего источника водообеспечения Центрального Казахстана на ближайшую перспективу (1980-1985 годы) был один- река Иртыш в ее среднем течении от створа Шульбинской ГЭС до города Омска. По предложению Академии Наук Казахской ССР проектно- изыскательному институту Гидропроект было поручено составить в 1957- 1958 годах схематический проект Водоснабжение и орошение Карагандинского промышленного района.
Гидропроектом было изучено водопотребление народного хозяйства и возможность его покрытия местными источниками в перспективе до 1980 года и подтверждена необходимость подачи воды из Иртыша. Были проведены полевые изыскания и рассмотрены в проекте 8 вариантов подачи воды от Иртыша к основным водопотребителям - Караганде и Темиртау.
Рассматривались следующие варианты трассы канала Иртыш- Караганда - Самый северный из них Селетинский, трасса которого начиналась у села Иртышского, в 225 километрах ниже Павлодара, пересевает в Юго- Западном направлении Прииртышскую низменность, проходит вверх по реке Селеты, пересечение Ишима в районе Целинограда и, поднимаясь вверх по реке Нура, подходит к Караганде с Запада.
Олентинский и принятый Шидертинский варианты берут свое начало у города Ермака и проходят сначала в западном направлении по одной и той же трассе. Затем Шидертинский вариант поворачивает на юго- запад вверх по реке Шидерты, а Олентинский - по реке Оленты. Трассы обоих вариантов подходят к реке Нуре и Караганде с севера.
Группа вариантов трассы: Подпусковый, Ботакаринский, Ащисуйский, Карасорский и Шульбинский расположены южнее и подходят к Караганде и Темиртау с востока вниз по реке Нуре. Отличается они между собой следующим:
Подпусковой вариант, наименование которого исходит от названия села Подпуск на Иртыше, проложен севернее Баянаульских гор и Ботакаринский вариант с водозабором южнее у села Семиярское проходит южнее Баян- Аула. Обе трассы сливаются северо- западнее Семиз- Бугу и через озеро Бота-Кара впадают в реку Нуру.
Ащисуйский и Карасорский варианты ответвляются от Ботакаринского в гористой части Центрального Казахстана и первый по руслу пересыхающей реки Ащи-Су, а второй южнее, используя озеро Карасор впадают в реку Нру южнее и ниже Ботакаринского варианта.
Последний из Иртышских вариантов трассы канала Шульбинский, предложенный Казахским институтом энергетики, начинается от проектируемого водохранилища Шульбинской гидроэлектростанции и на протяжении около 300 километров проходит вдоль Иртыша, отдаляясь от него сначала на 20, затем на 40 и более километров. Дальнейшее направление трассы совпадает с трассой Ботакаринского варианта.
Наиболее эффективный из рассмотренных вариантов трассы Иртыш- Караганда по строительной стоимости, условиям строительства и энергоснабжения, обеспечения водой промышленного района Экибастуза и другим показателям оказался Шидертинский вариант. Этот вариант трассы был рекомендован Гидропроектом и принят экспертными комиссиями Казахской ССР и Госэкономсовета СССР.
Гидропроекту было поручено составить проектное задание канала Иртыш- Караганда по Шидертинскому варианту трассы.
Проектное задание было сдано заказчику в 1960 году, рассмотрено Государственной экспертизой и утверждено постановлением Совета Министров СССР 13 июля 1961 года за №646.
Строительство Канала было начато Министерством энергетики и электрификации в 1962 году с подсобных предприятий и жилых поселков Калкамана и Беловки. В начале 1967 года была сдана во временную эксплуатацию первая очередь канала Иртыш - Экибастуз (0-133 км).
Постановлением Совета Министров СССР от 26 ноября 1966 года за № 506 установлен срок сдачи канала Государственной комиссии- 1971 год.[2]
1.2 Климат Района
Район канала Иртыш-Караганда расположен в степной климатической зоне Казахстана. Характерной чертой климата является его резкая континентальность и засушливость, обусловленная удаленностью от больших водных пространств, а также свободным доступом теплого сухого воздуха пустынь Средней Азии и холодного, бедного влагой, арктического воздуха.
Краткая характеристика климата, в таблице 1.1 составлена по материалам многолетних наблюдений различной длительности в пределах периода с 1881г. по 1968г. на следующих станциях:
Таблица 1.1
Характеристика климата
Метеостанция
Высота (м)
Павлодар
118
Караганда
556
Темир-Тау
495
Средние месячные и годовая температура воздуха по метеостанциям Павлодар и Караганда за 1881-1960 гг. показаны в таблице 1.2
Абсолютный максимум температуры воздуха достигал 40-42[0], абсолютный минимум падал до минус 47-49[0].
Переход средней суточной температуры воздуха через 0[0] весной отмечается в среднем 7 апреля, осенью-25 октября.
Средняя продолжительность теплого периода (со средней суточной температурой воздуха выше 0[0] составляет 200 дней).
Последние заморозки весной отмечаются в среднем 13-18 мая, первые осенние заморозки-21 сентября. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 125-130 дней.
Испарение с водной поверхности водохранилищ, проектируемых в районе канала Иртыш-Караганда определено по формуле А.П. Браславского и З.А Викулиной, пользуюсь данными метеорологической станции Темир-Тау. [3]
Таблица 1.2
Средние месячные и годовая температура воздуха
Месяц
Метеостанция
Павлодар
Караганда
Температура воздуха ([0]С)
I
-17,9
-15,1
II
-17,2
-14,5
III
-10,5
-8,7
IV
3,2
8,0
V
12,9
12,4
VI
19,0
17,9
VII
21,2
20,8
VIII
18,7
18,0
IX
12,4
11,7
X
3,2
2,8
XI
-7,6
-7,0
XII
-15,0
-13,3
год
1,9
2,3
Преобладающими в году ветрами являются юго-западные ветры. Повторяемость различных направлений ветра и штилей за год по метеостанциям Павлодар (1939-1958гг.) и Караганда (1944-1963гг.) показана в таблице 1.3
Таблица 1.3
Повторяемость различных направлений ветра и штилей за год
Метеостанция
Направление
С
СВ
В
ЮВ
Ю
ЮЗ
З
СВ
Повторяемость в %
Павлодар
8
10
7
13
11
23
17
11
Караганда
8
16
10
11
14
25
10
6
На рисунке 1.1 приведены характерные розы ветров по метеостанций Караганда, как наиболее характерным для проведения работ
Рисунок 1.1 Розы ветров МС Караганда.
Средняя годовая скорость ветра составляет 5,4 мсек в Павлодаре и 5,5 мсек в Караганде. Максимальная скорость ветра достигала 40 мсек и наблюдалась на метеостанции Караганда в январе 1949г. при юго-юго-западном направлении.
Средняя многолетняя годовая сумка осадков составляет около 250-280 мм, из них примерно 70-72% приходится на теплый период (апрель-октябрь). Появление снежного покрова в среднем отмечается 5 ноября в Павлодаре и 27 октября в Караганде, образование устойчивого снежного покрова наблюдается соответственно 19 и 13 ноября, разрушение его происходит 4 апреля; среднее число дней со снегом равно 143 в Павлодаре и 150 в Караганде.
Испарение с водной поверхности водохранилищ, проектируемых в районе канала Иртыш-Караганда определено по формуле А.П. Браславского и З.А Викулиной, пользуюсь данными метеорологической станции Темир-Тау.
Осадки. Из 315 мм годового количества выпадающих осадков на теплый период года приходится 223 мм, а на холодный период - 92 мм. Осадки, в основном, выпадают в июне - июле, более 40 мм в среднем за многолетний период; в январе - феврале только 15-17 мм. Осадки обычно выпадают в виде мелкого дождя или снега, когда толщина слоя выпадающих осадков не превышает 0.1 мм в сутки. Суточное количество выпадающих осадков в 20 мм и более случается крайне редко. Наблюденный максимум выпавших осадков в сутки составил 66 мм. Максимум 1 % обеспеченности составляет 56 мм в сутки. [4]
Максимальная интенсивность дождя за 20 минут составляет 0.9 мммин, за 1 час - 0.3мммин. Несмотря на небольшую долю в годовом объеме, приходящуюся на осадки, выпадающие в зимнее время, снежный покров играет важную роль в формировании естественного поверхностного дренажа.
Устойчивый снежный покров устанавливается обычно во второй декаде ноября и сохраняется обычно в течение приблизительно 150 дней. Общее таяние снега обычно отмечается в середине апреля, но может происходить в период со второй декады марта до начала мая. Высота снежного покрова в среднем составляет 25 см, максимальная толщина снежного покрова достигает 52 см. Средний запас воды в снеге составляет 78 мм, абсолютный максимум - 175 мм.
Испарение. Обычно испарение с поверхности воды в Казахстане определяется с помощью испарительных лотков GGI-3000, установленных на метеорологических станциях [5].
Прибор состоит из испарителя, дождемера, объемной капельницы и измерительных трубок. Испаритель представляет собой цилиндрический сосуд с конусообразным дном. Площадь поверхностей испарителя и дождемера составляет 3 000 см².
На рисунке 1.2.2 представлено годовое распределение среднего количество осадков, испарения и средней температуры воздуха по метеостанции Караганда
Рисунок 1.2 График, представляющий среднее количество осадков, испарение и среднюю температуру воздуха на метеостанции Караганда.
1.3 Гидрология водотоков
В районе канала Иртыш-Караганда в основном формируются временные водотоки, имеющие сток лишь в короткий период снеготаяния весной. Рек с постоянным течением мало. Наиболее значительными реками района являются Иртыш, Шидерты и Нура. Ниже приводится краткая гидрологическая характеристика этих рек.
Река Иртыш
Режим реки Иртыш определяется, главным образом, таянием снегов и ледников и, в несколько меньшей степени, дождями. Участок водозабора канала расположен на Иртыше ниже существующих на реке водохранилищ Бухтарминской и Усть-Каменогорской гидроэлектростанций, а также проектируемой Шульбинской ГЭС, которые меняют естественный режим реки.
Река Шидерты
Река Шидерты используется под трассу канала на протяжении примерно 300 километров по ее фарватеру. Питание река получает, главным образом, за счет весеннего таяния снегов. Грунтовые и дождевые воды играют в этом незначительную роль.
Река Нура
Река Нура берет свое начало в центральной части казахстанского мелкосопочника, в горах Кызыл Тас на высоте 1 100-1 250 м БС и впадает в бессточное озеро Тенгиз на отметке около 304 м БС в Акмолинской области. Общая протяженность реки Нура составляет 978 км, площадь водосбора - около 58 100 км².
Для водного режима реки Нуры характерно резко выраженное весеннее половодье и продолжительная летне-осенняя межень, с незначительными подъемами уровней воды от дождей.[6]
1.4 Краткая инженерно-геологическая характеристика района сооружений
Трасса канала Иртыш-Караганда пересекает обширные территории Центрального Казахстана- области с весьма сложный геологическими строением, разнообразными геоморфологическими и гидрогеологическими условиями. Сложность геологического строения определяется с одной стороны развитием пород весьма разнообразных по составу (скальные, полускальные, песчаные, глинистые), возрасту (от нижне - палеозойских до современных) и генезису (интрузивные, эффузивные, вулканогенные осадочные и т.д.). В то же время для Центрального Казахстана характерно весьма сложное тектоническое строение- наличие ряда складчатых зон и многочисленных разрывных нарушений, обуславливающих боковое строение скального фундамента. Особенности геологического строения, ход геологической истории развития района различный характер и интенсивность молодых тектонических процессов (в т.ч. в четвертичном периоде) определяют разнообразный по формам и весьма сложный по их взаимоотношению рельеф. Не менее сложны и гидрогеологические условия территории. Здесь распространены воды различные по типам (трещинные, трещинно-карстовые, пластовые, поровые), по глубине и условиям залегания (напорные, грунтовые), режиму, составу и минерализации. Характерным для района является широкое развитие современных физико-геологических явлений (выветривание, оползни, карст, засоление, облессование и т.д.). [6]
Такая сложная картина геологического строения, геоморфологических и гидрогеологических особенностей определяет весьма сложные и разнообразные инженерно-геологические условия территории и показана на рисунке 1.3
Рисунок 1.3 Показатели физико- механических свойств пород района
1.5 Основные сооружения
Головной водозаборный гидроузел
Головной водозаборный гидроузел канала Иртыш-Караганда расположен на притоке Иртыша реке Белой в 92 километрах от ее истока по фарватеру и в 9 км от ее устья.
В связи с недостаточной пропускной способностью реки Белой и межень в проекте предусмотрена расчистка ее русла у истока. Расчистка производится в несколько этапов. Первоначальная - для заполнения водохранилищ канала в пусковый период двумя насосами (30-33м[3]сек.) имеет длину 6,5 км при глубине от минимального горизонта воды 3м и ширине 0 м. Дальнейшая расчистка производится по мере увеличения водопотребления из канала.
Водозаборный гидроузел состоит из следующих сооружений: расчистка русла р. Белой, земляная подпорная плотина через реку Белую с водосбросом 106 в теле плотины и насосная станции первого подъема. Минимальная отметка уреза воды в естественных условиях в створе водозабора 109,0 м, максимальная на наблюденных во время весенних паводков 113,80 м.
Поддержание постоянного горизонта воды в водохранилище осуществляется при помощи гидромеханического оборудования водосброса 106.
Водосброс 106 представляет из себя водослив с широким порогом с двумя пролетами шириной по 8 метров. Он рассчитан на пропуск 200 м[3]сек. воды.
Порог водосброса принят на уровне дна реки (отметка 106 м), что позволяет осуществлять смыв наносов, оседающих перед ковшом насосной станции. Флютбет представляет собою железобетонную плиту толщиной 2,5 м, размером в плане 8,0*23,0м. [7]
Каналы
Трасса канала Иртыш-Караганда делится водоподъемными насосными станциями, перепадами водосброса 28, дюкеров через реку Нуру и водохранилищами на 34 отдельных канала общей длиной 354 километр, не считая расчисток глубиной выемки до 2 м. Ширина по дну канала 3-4 метра, откосы 1:2,5, 1:3 в мягких грунтах, 1:2- в интенсивно выветренных скальных грунтах и 1:1 и 1:0,5- в сохранных и крепких скальных породах канала 32 на подходе к насосной станции.
Участок канала в пойме в пойме реки Нуры врезается в основном песчаными грунтами. Часть канала здесь проходит наполовину в насыпях, фильтрационные воды отводятся в русло р. Нуры по дренажным канавам.
Насосные станции подъема
По строительной части и оборудование насосные станции являются наиболее сложными сооружениями канала. Опыт проектирования, строительства и эксплуатации каналов подтверждает преимущества каналов с равными ступенями подъема и однотипными насосными станциями.
Типизация насосных станций представляется особо целесообразной на каналах большой протяженности.
Первая насосная станция располагается на левом берегу протоки Иртыша реки Белой, десятая и четырнадцатая-при плотинах гидроузлов на реке Шидерты, восемь насосных станций (7,8,9,11,12,13,15,16 )-на соединительных каналах между водохранилищами в долине реки Шидерты и остальные одиннадцать (2,3,4,5,6,17,18,19,20,21 и 22)- на магистральных каналах.
Для насосных станций, входящих в состав гидроузлов на реке Шидерты, характерны значительные, до 4 метров, колебания уровней в бьефах и изменения расчетных напоров до 3 метров.
На скальных грунтах располагаются здания 15 насосных станций и на мягких грунтах-здания 7 насосных станций.
Компоновка всех 22 насосных станций принята с раздельным расположением здания насосной станции и приемного бассейна с соединительным трубопроводом между ними.
В состав узла каждой насосной станции входят следующие сооружения:
-здание насосной станции со служебным мостом и перегрузочным порталом;
-здание приемного бассейна с сопрягающим сооружениями;
-напорный трубопровод;
-открытая понизительная подстанция с распределительным устройством;
-подводящий канал;
-отводящий канал;
-подъезды, дренажи и водоотводная сеть.
Взаимное расположение сооружений в компоновке узла, конструкция и размеры трубопроводов, противофильтрационных устройств, дренажей, а также подъездов определились для каждой насосной станции рельефом местности, а также инженерно-геологическими условиями участков.
Здание насосной станции безнапорного типа. Оно свободно (без засыпки) располагается в ковше, который создается в подводящем канале за счёт уширения его концевой части; сообщением с берегом-по служебному посту. Такое расположение здания станции позволило применить для всех 22-х насосных станций однотипную конструкцию, отличающуюся только фундаментной плитой, конструкция которой зависит от грунтов основания.
Верхнее строение здания насосной станции образует закрытое помещение (машинный зал) над электродвигателями насосов: здесь же со стороны верхнего бьефа на отметке 21,70 м, размещается электротехническое оборудование, а один из секторов занимает разгрузочная площадка, на которую входят рельсовые пути со служебного моста.
Приемный бассейн - одноэтажное здание, выполненное из сборного железобетона, имеет один вход, в котором расположены клапана срыва вакуума. Здание приемного бассейна соединено с НС напорным трубопроводом, которое состоит из 3 основных ниток, диаметром 2,6 м и 1- дополнительной, диаметром 1,6м (длина каждой - 89,13 м). [7]
Приемный бассейн сифонного типа, с клапанами срыва вакуума. Клапаны действуют от механических приводов, автоматически срабатывающих при остановке насоса. Закрываются клапаны от электрического привода только после запуска насоса. Число сифонов- 4, равное числу насосов. Сечение горловин сифонов прямоугольное, размером 3,46х 1,5 м, в примыкании к трубопроводу круглое D= 2,6 м. Материал бетон с металлической облицовкой потолка и стен сифонов. Приемный бассейн состоит из односекционной коробки размером 11,65х21,0 м, высота- 10,6 м, жесткость котрой обеспечивается продольными и поперечными стенками, заделанными в фундаментную плиту и перекрытие. Пустоты в коробке заполнены грунтом. Верхнее строение приемного бассейна размерами 17,4х4,4 каркасного типа с колоннами заделанными в бетон массивной части. Заполнение стен из керамзибетонных панелей и кирпича, окна из стеклоблоков, покрытие жб плиты, кровля рулонная. На приемном бассейне имеется мостовой переход, расстояние между осями опор мостового перехода- 16,8 м. Габарит проезжей части - 7,0 м. Нагрузки Н-18, НК-80.
Напорные трубопроводы- индивидуальные для каждого агрегата. Трубопроводы открытые (незасыпные), выполняются в металле с усиленной антикоррозийной изоляцией; для насосных станций 1,3,4,5,6,8,10,14,15,16,18,19,20,21 и 22 предусмотрена также и термоизоляция. Диаметр трубопроводов -2600 мм, длина-от 50,4 м и на НС 22 до 107 м на НС 15-определяется напором и заданным уклоном трубопровода.
По длине трубопровод делится на две части: горизонтальную и наклонную. Он жестко заделывается концами в бетон здания станции, анкерной опоры и приемного бассейна. Неравномерность осадок отдельных сооружений и линейные деформации трубопроводов воспринимаются температурно-осадочными компенсаторами.
Понизительная подстанция и ОРУ располагаются на открытой площадке с левой стороны от здания станции. В компоновке узла насосной станции предусматриваются подъезды с жестким покрытием от инспекторской автодороги к разгрузочной площадке у служебного моста, к ОРУ и переезд общего пользования через приемный бассейн. [6]
2 ПАСПОРТ КАНАЛА ИМ. КАНЫША САТПАЕВА (КАРАГАНДИНСКИЙ ФИЛИАЛ)
1. Название канала или индекс Канал имени Каныша Сатпаева (Карагандинский филиал)
2. Год ввода канала в эксплуатацию 1974год
3. Расход воды в голове канала: максимальный 57,0 м[3]сек ; нормальный 38,0 м[3]сек.
4. Длина канала 186 км
5. Забор воды в канал производится из гидроузла №6
6. Тип сооружения в голове канал №49, насосная станция №13
7. Канал проходит по территории Карагандинская область ( ПК 2809+34-ПК 4578+97)
8. Паспортные данные Карагандинского филиала канала имени Каныша Сатпаева:
-длина трассы 186 км
в том числе: по каналам 129 км; по водохранилищам 55,9 км; по насосным станциям и напорным трубопроводам, дюкеру 1,1 км;
-статическая высота подъема воды на водоразделе рек Шидерты и Нуры 189 м.
-расчетная водоподача канала 500 мл. м[3] в год.
-установленная мощность насосных станций 159,8 тыс. КВт.
9. Технические характеристики сооружений канала представлены в виде таблицы 2.1. [8]
Таблица 2.1
Состав гидротехнических сооружений на канале.
№ ПП
Сооружения
Единицы измерения
Количество
1
2
3
4
1.
Насосные станции (всего):
в том числе: станции подъема воды
станции перекачки фильтрационных вод
шт.
шт.
шт.
10
10
-
2.
Каналы
шт.
17
3.
Земляные плотины
шт.
6
4.
Перегораживающие сооружения
шт.
-
5.
Водосбросы
шт.
5
6.
Водовыпуски
10
7.
Водопропускные трубы под каналом
шт.
4
8.
Дюкер
шт.
1
9.
Водохранилища
шт.
6
10.
Мостовые переходы через канал
шт.
7
Продолжение таблицы 2.1
11.
Площадь зоны санитарной охраны по ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
