48. Характеристика наносов, поступающих в отстойник

Изучение отстойников тесно связано с процессами эрозионной деятельности водного потока. В результате такой деятельности речной поток насыщается наносами, которые попадают в канал и там осаждаются. Поток воды, движущийся в русле, способен перемещать наносы - твердые минеральные частицы грунта, образующиеся в результате размыва берегов и дна русла водотока.

Различают наносы взвешенные и влекомые (донные).

Исследования показывают, что в речном лотке больше взвешенных наносов 90-95%, а влекомых – 10-5%. В тоже время формирование русла идет за счет влекомых наносов. В оросительные системы при отборе воды из реки в каналы донные наносы не допускаются. Эти наносы состоят из частиц различного диаметра. Скорость осаждения взвешенных наносов в спокойной воде называют гидравлической крупностью (ω). Выражается в см/с или мм/с ,м/с.

Гидравлическая крупность – это одна из основных характеристик взвешенных наносов. Она входит в расчетные формулы для опр. геометрических размеров отстойников, а также служит для определения транспортирующей способности потока воды.

Гидравлическая крупность зависит от размеров и формы частиц, их удельного веса, температуры воды, в которой происходит осаждение взвешенных наносов.

Смеси воды и наносов, называют гидросмесью, а при весьма больших содержаний наносов – пульпой. Содержание взвешенных частиц в единице объема воды называют мутностью. Ее замерят при помощи приборов – барометров.

Предельное весовое кол-во наносов, перемещаемых потоком воды во взвешенном состоянии, называют транспортирующей способностью потока и обозначают ρ_тр.

Для оценки транспортирующей способности используют формулу Е. А. Зомарина:

Для фракций 0,0004≤ω0≤0,002 м/с:

Где v – средняя скорость потока; R – гидравлический радиус; i – гидравлический уклон; ω0 - средняя гидравлическая крупность, определяемая: ,

P_i - процентное содержание по весу отдельных фракций взвешенных наносов. ωi - средняя гидравлическая крупность отдельных фракций.

Где ω1+ω2 - гидравлические крупности частиц в начале и конце фракции.

Потоку с критической мутностью соответствует некоторая незаиляющая средняя скорость течения, при которой все взвешенные наносы перемещаются потоком. В расчетах отстойников, связанных с их промывкой, необходимо знать объемную массу наносов. Объемная масса колеблется от 1,1-1,5т/м³ Перемещение наносов во взвешенном состоянии происходит благодаря вертикальной составляющей скорости в потоке воды. Эта скорость наз-ся взвешивающей (υв) обеспечивает подъем твердых частиц с объемной массой >10 кН/м³. Наносы перемещаются вверх если взвешивающая скорость больше их гидравлической крупности υв>ω0. При υв<ω0 - наносы перемещаются вниз.

Взвешивающую скорость опр. по формуле В. Г. Глушкова:

υв =(0.05-0.08) υ ,Где υ – предельная скорость потока.

Установлено, что для подъема частиц наносов требуется, вертикальная составляющая скорости действительная (υв^д) была больше взвешивающей скорости (υв).

Осаждение наносов в отстойнике основано на создании такой продольной скорости, при которой взвешивающая скорость меньше гидравлической крупности наносов (υв<ω0). Гидравлический смыв отложившихся наносов в отстойнике основан на создании такой взвешивающей скорости, при которой донные наносы становятся взвешенными.