ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (водозаборы, водоприемники)
ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (водозаборы, водоприемники) — гидротехнические сооружения, осуществляющие забор воды из водотока или водоема для ирригации, водоснабжения, гидроэлектростанций и т. д. Водозаборные сооружения должны обеспечивать пропуск воды в канал, трубопровод, туннель в заданном количестве, надлежащего качества и в соответствии с графиком водопотребления. Для этого порог водозаборных отверстий надлежащих размеров закладывают на отметках, гарантирующих работу водозаборных сооружений при любых уровнях воды в реке (водоеме); водозаборные сооружения оборудуют сороудерживающими решетками, эксплуатационными (рабочими) и ремонтными затворами с механизмами для маневрирования ими; устраивают сооружения для отстоя (осаждения) и удаления наносов, сооружения, задерживающие лед, шугу, плавник, и проводят др. мероприятия. Забранная водозаборными сооружениями вода транспортируется далее или безнапорным водоводом (канал, лоток, туннель), или напорным водоводом (трубопровод, туннель, трубчатое отверстие в плотине). Забор воды может осуществляться из водотока при его бытовых уровнях — при отсутствии подпора, создаваемого плотиной, и из подпертого бьефа плотины. Соответственно водозаборные сооружения подразделяют на две группы — бесплотинные и плотинные. Бесплотинные водозаборные сооружения бывают открытые и закрытые. Открытые водозаборные сооружения могут быть поверхностными, шпорными и ковшовыми. Открытые поверхностные Водозаборные сооружения применяются преимущественно для ирригационных целей. Они представляют собой канал, отходящий от реки под некоторым углом к оси, с расположенным на нем регулятором (иногда называется головным сооружением) с затворами. Если река несет много наносов, в т. ч. донных, место отвода канала располагают на вогнутом берегу, благодаря чему в канал попадают преимущественно поверхностные струи, менее насыщенные наносами (см. Поперечная циркуляция). При расположении регулятора в некотором удалении от берега реки создаются лучшие гидравлические условия работы Водозаборных сооружений, и участок канала до регулятора используется как отстойник, из которого отложившиеся наносы удаляются обычно механическим путем. Более совершенны и широко распространены на реках с неустойчивыми берегами открытые водозаборные сооружения с несколькими (3—4) каналами — отстойниками, т. н. многоголовые водозаборы.
Регулирующие сооружения делаются отдельно на каждом канале или устраивается один общий регулятор.
Шпорное водозаборное сооружение является разновидностью открытого водозабора и применяется на реках с большими скоростями течения (горных) и неустойчивым руслом. Шпора (дамба), выдвигаемая в. русло реки, позволяет забирать в канал довольно значительные расходы воды и регулировать их величину путем изменения длины и планового положения головы дамбы. Шпора делается из местных материалов: хвороста и камня, каменной наброски, сипаев и др., так же примитивно устройство водосливных отверстий в теле шпоры. Водослив с затворами в береге реки, позволяющий более точно регулировать подаваемые в канал расходы, делается более фундаментальным.
Ковшовые водозаборные сооружения обычно применяются для забора воды в системы водоснабжения и поэтому работают круглый год. Отличительная особенность их — наличие в голове широкого бассейна ковша, в котором благодаря малым скоростям движения воды, взвешенные наносы оседают на дно. Из ковшей осветленная вода транспортируется далее обычно с помощью насосных станций. Ковши устраивают с верховым питанием, с низовым питанием и комбинированные — с двумя входами. Ковши с верховым питанием почти не заносятся донными наносами, но шуга заходит в них довольно интенсивно. Ковши с низовым питанием, наоборот, подвержены занесению наносами, но относительно безопасны в отношении шуги.
Комбинированные ковши (с двумя входами) с более или менее одинаковым успехом могут применяться на шугоносных реках и на реках с большим количеством донных наносов.
Закрытые (глубинные) водозаборные сооружения применяются преимущественно для водоснабжения и реже для ирригации. В схеме трубчатого самотечного водозабора заборное отверстие располагается в русле реки на такой глубине (2—2,5 м), чтобы оно не вмерзало в лед, и на такой высоте от дна, чтобы не было прямого попадания в него донных наносов. Если глубины реки достаточны у берегов, устраивают береговые водозаборные сооружения, в которые вода поступает через глубинные отверстия.
При больших колебаниях уровня воды в реке и высоких неустойчивых берегах водозаборы для ирригации выполняют иногда в виде плавучей насосной станции, смонтированной на барже (понтоне).
Плотинные водозаборные сооружения, располагаемые в верхних бьефах гидроузлов, делаются открытыми, обычно при небольших напорах, и закрытыми или глубинными при гидроузлах среднего (15 — 30 м) и большого напора. Иногда, для водоснабжения, глубинные водозаборные сооружения устраивают и при плотинах небольшого напора, аналогично бесплотинному водозабору.
По способам борьбы с наносами и шугой различают следующие типы открытых плотинных Водозаборных сооружений: береговые с промывными устройствами в береге или в плотине; береговые с донными промывными галереями в их пороге; с поступлением воды
Основные элементы открытых плотинных водозаборных сооружений (кроме плотины): входной порог, возвышающийся примерно па 0,5Н (где Н—напор плотины) над дном реки и защищающий водозабор от попадания в него донных наносов; регулятор расходов воды, подаваемой в канал (в составе устоев, быков, затворов, механизмов и пр.); забральная стенка для защиты канала от плавающих деревьев, льда, мусора и пр.; промывные устройства для удаления от порога отложившихся наносов; отстойники для разегу реки, где имеет место выгодная для забора воды поперечная циркуляция потока. Во избежание водоворотных зон подход к водозаборному сооружению делают плавным. Для этого ширина подхода устанавливается в соответствии с шириной входа Водозаборных сооружений, а угол отвода определяется расчетом. Угол между порогом Водозаборного сооружения и осью плотины при этих условиях составляет около 120°. Запроектированное положение Водозаборного сооружения и оси плотины при этих условиях проверяется на модели в лаборатории. На реках с неустойчивым руслом (тем более на реках «блуждающих») обязательно регулирование русла при помощи выправительных сооружений.
Водозаборные сооружения береговые с промывными устройствами в береге или плотине применяются при сравнительно небольших расходах воды, забираемой в канал. умеренном количестве донных наносов. В ней береговой промывной шлюз (промывник) расположен в конце аванкамеры (гравиеловки), в которой оседают наносы. Из аванкамеры наносы смываются благодаря перепаду на плотине и значительным вследствие этого скоростям течения в промывном канале. От входного порога наносы смываются периодически при открытии затворов плотины или непрерывно, если плотина не имеет затворов. При обильных наносах верхний бьеф плотины и аванкамера быстро заносятся, и промывное устройство перестает работать. В улучшенных конструкциях Водозаборного сооружения и ось плотины при этих условиях составляет с промывными устройствами в берегах, промывные каналы устраивают криволинейными и применяют др. усовершенствования.
Водозаборные сооружения с глубинными промывными отверстиями в плотине делают без специальной аванкамеры (гравиеловки) и промывного канала. Недостатком этого типа является неудовлетворительный промыв наносов в верховом конце длинного порога. Значительно лучше промываются наносы перед порогом регулятора при устройстве в верхнем бьефе раздельной стенки, образующей вдоль входного порога регулятора подобие коридора называется карманом. Но при этом вход воды в канал из кармана ухудшается, т. к. отверстия регулятора работают неравномерно и в канал попадает большое количество наносов, благодаря взмучиванию воды.
Характерным примером водозаборного сооружения в теле плотины является т. и. фронтальный водозабор. В нем вода в канал поступает по криволинейным лоткам через верхние отверстия в плотине, а донные промывные галереи под входным порогом отводят наносы прямым путем в нижний бьеф.
В широко распространенных Водозаборных сооружениях береговых с донными промывными галереями последние располагаются под водосборными галереями. Вход имеет две водосборные галереи: верхнюю, в которую вода поступает сверху через двойную решетку, и нижнюю, питаемую водой, профильтровавшейся через каменную отсыпь перед плотиной; обе галереи соединяются друг с другом вертикальными трубами. В период паводка верхняя подвижная решетка позволяет прекратить поступление поверхностных вод в галерею, и тогда Водозаборное сооружение питается только фильтрационной водой.
Водозаборные сооружения в теле быков и устоев плотины устраиваются в целях экономии материалов при небольших расходах воды, забираемой в канал (до 25—30 м3/сек). Через входные отверстия, расположенные в верхних частях быков и устоев, вода поступает в сборный железобетонный лоток и далее в канал. Вода, забираемая из верхних слоев, достаточно чистая, а донные наносы направляются в отверстия плотины.
При наличии излишков воды в реке шугу периодически (по мере естественного накопления) сбрасывают в нижний бьеф через отверстия плотины; в противном случае устраивают специальные шугосбросы или удаляют шугу через Водозаборные сооружения и отстойник, если последний имеется в узле. Для предохранения водозаборных сооружений от попадания в них льда (при ледоходах) и плавника (деревья, корневища, разный мусор), кроме забральиой балки, устанавливают в верхнем бьефе плавучие запани и на пороге Водозаборных сооружений— решетки.
В глубинных водозаборных сооружениях надобность в мероприятиях по борьбе с наносами, льдом, шугой обычно отпадает, т. к. большие и глубокие водохранилища являются естественными отстойниками. Забор воды в глубинных Водозаборных сооружениях осуществляется напорными водоводами — трубами и туннелями. Глубинные Водозаборные сооружения бывают плотинные — при расположении водозаборных устройств в теле плотины, и береговые — при размещении Водозаборных сооружений на берегу водохранилища в виде отдельного сооружения.
В плотинных Водозаборных сооружениях забор воды осуществляется трубчатыми отверстиями в теле бетонных плотин (гравитационных и арочных) или трубопроводами, прорезающими земляные, каменнонабросные и железобетонные плотины. Отверстия труб со стороны напора делаются в виде воронки для улучшения гидравлических условий входа. Если решетки и затворы на входном отверстии, и управление ими находится на плотине (или в плотине), водозабор называется трубчатым, если водозаборные устройства размещены в отдельно стоящей башне в верхнем бьефе, Водозаборные сооружения называется башенным. При больших напорах трубчатые участки Водозаборных сооружений облицовывают сталью или укладывают внутренние металлические трубы в несущих железобетонных трубах и туннелях. Трубы, в зависимости от их пропускной способности и нагрузок, делают прямоугольного, круглого, подковообразного, а также комбинированного сечений.
Для перекрытия отверстий водозаборного сооружения используют затворы различного типа (см. Гидротехнический затвор), выбор которых определяется режимом регулирования пропусков воды, величиной напора, размерами и количеством отверстий и другими факторами. В конструктивном отношении Водозаборные сооружения мало отличаются от водоспусков.
Береговые водозаборные сооружения размещаются в открытой выемке берега, если она не очень глубока, или в туннеле; в последнем случае водозабор называется туннельным. При наличии отдельной башни управления водозабор называется башенным. Если отверстие Водозаборного сооружения (иногда на разной высоте) оформляется порталом в береге, а затворы размещаются в шахте, то водозабор называется шахтным.
Водозаборные сооружения строят главным образом из бетона и железобетона, а для глубинных применяют также стальные трубы и облицовки. В последние годы используют сборно-монолитные конструкции. Список литературы: Энциклопедия современной техники строительство, главный редактор В. А. Кучеренко, издательство «Советская энциклопедия», Москва 1964
от: MarinaF,
Скрыть комментарии (0)
Похожие темы:
|
