водозаборные гидроузлы К ним относятся водоприемники с забором воды через донную решетку, плотинные гидроузлы с карманом, гидроузлы с криволинейным каналом (карманом)

 

Водопроводные системы и сооружения


Раздел: Инженерные сооружения


   

§ 44. ОСОБЕННОСТИ ВОДОЗАБОРА ИЗ ГОРНЫХ И ВЫСОКОМУТНЫХ РЕК

  

 

Горные и высокомутные реки широко используют для целей водоснабжения в районах Закавказья и Средней Азии. Горные реки обладают рядом качеств, отличающих их от рек других регионов страны. Они характеризуются большими уклонами верхних участков, что обусловливает большие скорости течения и малые глубины. При прохождении ливней в этих реках происходит быстрое нарастание паводка. Они транспортируют большое количество наносов как донных, так и взвешенных. В зимний период появляются шуга и донный лед. На горных реках довольно часто возникают селевые потоки. В предгорных участках нередко наблюдается изменение русла рек. Все перечисленные выше факторы чрезвычайно осложняют забор воды. Поэтому зачастую, когда представляется возможность, забор воды в предгорных районах осуществляют из подземных источников.

Для водоснабжения небольших поселков и промышленных предприятий, базирующихся на малых реках с непостоянно открытым потоком воды, при наличии под- руслового потока может применяться комбинированный водозабор. Он представляет собой комбинацию водозаборного сооружения из открытого потока и водозабора подруслового типа.

В период, когда в реке транспортируется небольшое количество наносов, вода забирается из поверхностного потока. Во время паводков при большой мутности воды, а также в моменты пересыхания или перемерзания русла вода забирается из подруслового потока. Устройство таких водозаборов возможно на участках, имеющих достаточно водопроницаемые грунты мощностью 7—8 м. Их устраивают путем заполнения траншеи, разработанной по всей ширине долины реки, суглинком или забивки металлического шпунта.

На небольших горных реках с постоянным током воды (при расходах в межень до 0,5—1,0 м3/с и макси» мальным до 200—300 м3/с) применяют различные водозаборные гидроузлы К ним относятся водоприемники с забором воды через донную решетку, плотинные гидроузлы с карманом, гидроузлы с криволинейным каналом (карманом) и др

Водозабор с донной решеткой простейшего типа представляет собой водосливной порог, перегораживающий русло и возвышающийся над дном реки В порог врезана водоприемная галерея, перекрытая сверху решетками Вода, пройдя решетку, поступает в наклонную водоприемную галерею, откуда попадает в камеру с промывным устройством Из камеры она отводится к отстойнику, а затем потребителю

Для донных водозаборов характерны малое стеснение русла реки, возможность забора воды при всех ее горизонтах, беспрепятственный пропуск" максимальных паводков, плавника и крупных донных наносов К их недостаткам следует отнести захват большбй части наносов в водопроводящий тракт, засоряемость и обледенение решеток, большие расходы воды на промывку камер и удаление наносов за пределы водозаборного узла, образование отмелей из наносных отложений перед водоприемником Донные водозаборы находят применение при расходах воды 0,1—8 м3/с

Надежное водоснабжение из рек с постоянным током воды можно обеспечить путем устройства плотинных водозаборов, отличающихся разнообразием решений В качестве примера на рис VI 25 показана схема плотинного водозабора с донной решеткой и карманом, построенного на Кавказе Водосливная бетонная плотина, перегораживающая реку, разделена на две части — водоприемную и сливную В водоприемной части расположены решетки, выполненные из рельсов малого сечения Вода, пройдя решетки и сливной лоток, поступает в приемную камеру, которая имеет вид кармана с отверстиями, выходящими в верхний и нижний бьефы Они необходимы для забора воды в зимний период и смыва наносов Эти отверстия перекрываются щитами Затем вода поступает в отстойник и далее к потребителю

Усовершенствованная схема водозаборного сооружения представляет собой гидроузел, в котором помимо плотины имеется криволинейный канал При движении воды по этому каналу на изгибе потока возникает поперечная циркуляция воды, которая способствует движению донных наносов, находящихся в потоке, к выпуклой части берега. Сброс наносов в нижний бьеф осуществляется наносоулавливающими траншеями. Водоприемник располагается на вогнутой стороне этого канала за наносоулавливающими траншеями.

На предгорных участках рек с максимальным расходом более 300—500 м3/с может быть применена схема водозаборных сооружений ( VI.26), разработанная в объединении СоюзводоканалНИИпроект. Гидроузел обеспечивает пропуск внезапных паводковых вод, гарантирует водозабор в межень, исключает попадание в канал крупных фракций наносов. Защита водозабора от наносов также осуществляется благодаря поперечной циркуляции потока. Однако в данной схеме поперечная циркуляция возбуждается не вследствие изгиба подводящего русла, а путем бокового сброса воды через водосливную плотину. Узел водозаборных сооружений состоит из двух струенаправляющих дамб, водосливной плотины, промывного и водозаборного шлюзов и струенаправляющей дамбы в нижнем бьефе. Струенаправляющие дамбы в верхнем бьефе сжимают реку до устойчивой ширины

и сопрягают сооружения гидроузла с берегом поймы реки. Водосливная плотина (см.  VI.26), имеющая криволинейное очертание в плане и прямой продольный уклон гребня, соответствующий уклону реки, предназначена для сброса максимальных расходов воды и возбуждения поперечной циркуляции потока.

Струенаправляющая дамба в нижнем бьефе, примыкая к устью промывного шлюза, направляет поток в основное русло реки и защищает от размыва ее левый

берег. Такие водозаборные узлы рассчитаны на забор воды до 5 м3/с. Размеры всех основных элементов водозабора в соответствии с требованиями СНиПа назначают в зависимости от допустимых скоростей входа воды.

Воду от водозабора на горных реках зачастую можно подавать самотеком. В противном случае в состав водозаборных сооружений включают насосную станцию.

В зависимости от местных природных условий и требуемой степени обеспеченности водоподачи применяют дублирование водозабора с несколькими водоприемниками разного типа или в систему сооружений включают резервные емкости, содержащие запасы воды на время возможного перерыва в работе.

Для высокомутных водотоков существует закономерность суточного и часового изменения содержания взвешенных частиц. Наблюдаются случаи возрастания мутности за 10—15 ч от 800—1200 до 10 000—30 000 мг/л и выше. В этих случаях для возможности обеспечения работоспособности водозаборов и облегчения процесса очистки устраивают ковши и каналы на подходах к водоприемникам, которые работают в роли отстойников и непрерывно восстанавливаются. Широкое применение в южных районах находят водозаборы плавучего типа.

АзНИИ водных проблем предложен технологический процесс удаления взвешенных частиц в тонкослойных модулях. Применение тонкослойного осаждения позволяет значительно ускорить процесс извлечения из воды наиболее крупных тяжелых фракций, характеризующихся кинетической неустойчивостью. Это позволило создать малогабаритное водоочистное оборудование, размещенное непосредственно на плавучем водозаборе.

Конструктивно-технологическое решение плавучего водозабора-осветлителя заключается в оснащении всасывающей линии плавучей насосной станции осветлителем, который представляет собой тонкослойный модуль, помещенный в жесткую обойму с открытой донной частью ( VI.27). С целью улучшения гидродинамических условий подвода потока к осветлителю открытая донная часть обоймы разделена вертикальными перегородками на ячейки. Это необходимо для устранения турбулентных возмущений речного потока на входе в тонкослойные элементы, в которых скорость ламинарного потока не превышает 0,01 м/с при скорости течения реки 0,4—2 м/с. В тонкослойных элементах происходит процесс осаждения взвешенных частиц, сползание их по наклонным стенкам ячеек, рассеивание и унос речным потоком. Водозабор-осветлитель обеспечивает удаление взвешенных частиц с гидравлической крупностью более 0,12 мм/с, что соответствует 35—50 % общего их количества, находящегося в потоке. Разработанный комплекс по забору и очистке воды применим при расходах водопотребления 12,5—100 тыс. м3/сут. Опыт эксплуатации показал, что рабочие колеса насосов не подвергались абразивному износу. Плавающих предметов и мальков рыб в осветленной воде не обнаруживалось.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Для студентов строительных вузов

 






Смотрите также:

 

ГИДРОУЗЕЛ — группа гидротехнических сооружений....

— группа гидротехнических сооружений, объединенных по расположению и условиям совместной работы. В зависимости от места расположения гидроузлы бывают...

 

...сооружений стационарного гидроузла

Глава 13 общие сведения об эксплуатации сооружений стационарного гидроузла. При остановках насосов на длительное время лигно...

 

РЫБОПРОПУСКНЫЕ СООРУЖЕНИЯ. Типы...

Плавучие установки для наполнения и транспортирования рыб через гидроузлы применяют при любых напорах в тех случаях...