|
|
Комплексный подход к рациональному
использованию водохранилища предусматривает использование его не только для
развития энергетики и водного транспорта, но и для водоснабжения. Условия
забора воды из водохранилищ существенно отличаются от условий забора воды из
рек. Они обусловлены существованием волнений, течений, переформированием
побережья, шуголедными явлениями, а также биологическими факторами.
Волнения и течения в период формирования ледяного покрова
способствуют образованию большого количества шуги, внутриводного льда и
торосов. Они приводят к переработке берегов. Также наблюдается нагон или сгон
воды в месте водозабора. Их недоучет при проектировании водозаборных
сооружений может привести к удорожанию строительства и ухудшению условий
эксплуатации.
На регулируемых водохранилищах наблюдаются изменения
уровня воды в связи с регулированием мощности ГЭС и т. п. В глубоких
водоемах, особенно в летний период, наблюдается температурная стратификация
воды. Разница температур верхних и нижних слоев воды достигает 10—15 °С. Это
позволяет получать воду с низкими температурами для охлаждения, вследствие
чего обеспечивается высокоэкономичная работа ТЭС. Кроме того, забор воды из
глубинныых слоев исключает захват рыбной молоди, водорослей и планктона.
Качество воды в этих источниках также отличается от
качества воды в реках. Мутность в них, как правило, ниже мутности реки. Она
уменьшается с удалением от берега, так как взмучивание отложений у берега при
волнении больше. Физические, химические и бактериологические свойства воды в
водохранилище зависят от многих факторов. Среди них можно выделить следующие:
состав, строение и состояние почв на площади водосборного бассейна и чаши
водохранилища; качество проведенных мероприятий по подготовке ложа
водохранилища; площадь зеркала, объем и глубину водохранилища, определяющие
наличие мелководий; водообмен и проточность, скорость течения, волнения и
вызываемые ими течения; качество притекающей воды; наличие сброса в водоем
производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод; использование побережья
для массового отдыха; наличие судоходства и лесосплава и др.
Цветность воды в озерах и водохранилищах может быть выше,
чем в речной воде, что определяется распадом органических веществ растений,
находящихся в воде. Замедление стока способствует массовому развитию
различных организмов. Фитопланктон в период прогревания воды вызывает ее
«цветение». Большое его количество способствует развитию ракушки и других
беспозвоночных организмов, приводящему к серьезному осложнению в работе
решеток, сеток, водоводов и т. п. .Наибольшие помехи создает моллюск
дрейсена. Применяют следующие способы борьбы с ним: промывка водой при
температуре 40—60 °С; осушение, хлорирование, обеспечивающее начальное
содержание хлора в забираемой воде от 10 мг/л и 0,5 мг/л в конце напорных
водоводов; гальванический способ и др. Указанные факторы определяют специфику
работы и выбора типа и места расположения водозаборных сооружений. Применяют
водо- хранилищные (озерные) водозаборы следующих типов: раздельные,
островные, комбинированные и береговые.
Глубинный забор воды по условиям эксплуатации, санитарным,
рыбозащитным, технологическим и другим причинам более приемлем, поэтому
предпочтение, как правило, отдается водозаборам раздельного типа. Этот
водозабор состоит из затопленного водоприемника, самотечных или сифонных
линий, берегового сеточного колодца и насосной станции. Последняя
всасывающими трубопроводами соединена с водоприемно-сеточным колодцем или
совмещена с ним в одном блоке.
При значительном удалении водоприемника от водо-
приемно-сеточного колодца, когда усложняется эксплуатация самотечных линий,
возможно использование водозаборного сооружения островного типа. Оно
обеспечивает более высокую надежность снабжения потребителей водой, но
стоимость его строительства более высока.
Если в отдельные периоды времени качество воды у берега
удовлетворяет требованиям потребителей, то может быть применен водозабор
комбинированного типа. При его устройстве создаются возможности в
маневрировании забора воды по сравнению с такими возможностями сооружений
раздельного типа.
Для отбора больших объемов воды могут применяться
водоприемные сооружения берегового типа, расположенные в местах, не заносимых
песком и сором, или сооружения с ковшовыми водоприемниками.
В отдельных случаях водозаборы объединяют с
гидротехническими сооружениями, устраиваемыми для образования водохранилищ,
нужд водного транспорта или энергетики.
Водозаборные сооружения не рекомендуется устраивать в
верхней части водохранилища, где происходят отложения наносов при высоких
уровнях воды и размыв этих отложений при низких уровнях. Водозаборные
сооружения не должны находиться в зоне интенсивного вдольберегового течения
или его сосредоточенного отрыва от берега, а также в зоне миграции наносов.
Береговые сооружения не должны выдвигаться в водоем и создавать выступы,
способствующие появлению отрывных течений.
Морскую воду в основном используют для ТЭС,
технологических установок промышленных предприятий, а также бальнеологических
целей и питьевого водоснабжения после ее опреснения. Она также может быть
применена для закачки в нефтяные пласты при добыче нефти.
При заборе воды из морей (по сравнению с водозабором из
водохранилищ) возникают дополнительные сложности из-за колебаний уровня воды,
связанных с приливами и отливами, значительной силы ударных волн,
особенностей геологического строения морского побережья, коррозионных свойств
воды. Энергия разрушающихся волн с периодическими снижениями уровня воды
приводит к распространению вдольбереговых течений и миграции наносов на
значительную ширину. Это вызывает необходимость далекого выноса затопленных
водоприемников в море, что усложняет и удорожает строительство. Для забора
воды используют водоприемники бункерного типа ( VI.30) — круглые в плане с
приемными отверстиями, расположенными по всему периметру Они достаточно
хорошо работают при отсутствии постоянных сильных течений. При наличии
течений поступление воды в эти водоприемники происходит с верхней стороны со
значительными скоростями, а с низовой стороны из-за разряжения могут
наблюдаться обратные токи Для исключения трудностей, связанных с заносом
водоприемника песком, планктоном и т. п, его выносят в зону с глубиной более
трех высот волны, где они не взаимодействуют с дном водоема, а также в места,
где не выходят донные течения.
Обследование морских водозаборных сооружений, получающих
воду из водоприемных каналов, указывает на неудовлетворительную их работу:
каналы быстро заносятся песком, а во время отлива осушаются. Приливы в
некоторых районах нашей страны достигают 8—12 м. В этих условиях становится
целесообразным создание необходимых резервных емкостей на берегу моря,
которые заполняются водой во время прилива. Они выполняют регулирующую роль
при несовпадении подачи и потребления воды в различные моменты времени
Степень агрессивности морской воды, определяемая содержанием различных солей,
оказывает сильное влияние на выбор материала для строительства водозаборных
сооружений и проведения изоляционных работ. Конструкции морских, озерных и
водохранилищных водозаборов должны быть рассчитаны на сопротивление нагрузкам
от действия льда и волн.
|
