Особенности водозаборов на водоемах
Гидрологические, гидроморфологические, гидрометрические и другие процессы и водоемах (озера, водохранилища) существенно отличаются от аналогичных процессов в реках, потому при проектировании водозаборных сооружений на водоемах требуется иной подход к выбору места расположения, типа, компоновки и конструктивных элементов.
Основным фактором, определяющим условия работы водозаборов, являются течения, формирующиеся при ветровом движении в прибойных тонах водоема, и являющиеся причиной попадания в водоприемные устройства поверхностных масс воды с повышенным содержанием планктона, водной растительности, мусора, взвешенных наносов, шуги и льда в предледоставный период. Чтобы избежать затруднений при заборе воды, водоприемные устройства необходимо выносить за пределы зон миграции и прибрежных наносов и прибойных зон.
В тяжелых шуголедовых условиях, в случаях отсутствия возможности подвода генной воды к месту водозабора, рекомендуется устраивать несколько водоприемников различных типов, удаленных на расстояние, исключающее возможность одновременного перерыва забора воды. Хорошие эксплуатационные характеристики в таких условиях имеют фильтрующие водоприемники.
В условиях интенсивной переработки берегов, большой вдольбереговой миграции или транзита наносов, повышенной засоренности прибрежной зоны используются водозаборы с самотечными или сифонными водоводами и затопленными водоприемниками, которые позволяют исключить захват масс воды с повышенным содержанием наносов, планктона, взвеси. Компоновка и размещение элементов водозаборных сооружений и конструкция водоприемных устройств в каждом конкретном случае должны учитывать специфические особенности, обусловленные местными условиями.
В условиях водоемов следует применять типы водоприемников, конструктивные элементы которых должны обеспечить:
- равномерное распределение скоростей забираемой воды на входе в водоприемные устройства;
- интенсивную обработку или импульсивную промывку, позволяющую отбросить за пределы зоны питания водоприемников мусор, шугу, отмершую водную растительность и другую взвесь. Промывку водоприемников следует производить при наличии волнения;
- исключение захвата поверхностных слоев воды, переохлажденных в предледоставные периоды, и наиболее теплых с повышенным содержанием молоди рыб и планктона в летнее время;
- исключение травмирования и захвата в водоприемники отбираемой водой молоди рыб.
Для удовлетворения большинства требований скорость входа воды в водоприемные устройства не должна превышать 0,1 м/с.
Упомянутым требованиям наилучшим образом удовлетворяют водоприемники с вихревыми и щелевыми камерами с фильтрующими кассетами, а также водоприемники фильтрующего или инфильтрационного типа.
Входные отверстия водоприемников желательно располагать на глубинах ниже слоя ветроволнового перемещении от минимального уровня в навигационный период.
В условиях интенсивной переработки берегов и прибрежных склонов в районе расположения
водозабора не следует размещать водоприемники на наиболее глубоководных участках водоема, являющихся обычно местом свала плотностных течений, транспортирующих взвешенные волнением наносы, отмершую растительность, сор и т.д., и их аккумуляции.
При благоприятных местных условиях более надежными, экономичными и удобными в эксплуатации обычно являются водозаборы берегового типа с раздельной или совмещенной компоновкой водоприемника и насосной станции.
Затруднения в работе водозаборов берегового типа обычно обусловлены завалом подхода к водоприемным окнам продуктами переработки берегов с прилегающих участков прибрежных склонов, захватом в них воды, транспортируемой вдольбереговыми течениями, с повышенным содержанием взвеси, планктона, а также переохлажденной воды в предледоставные периоды.
Место размещения водозабора берегового типа должно удовлетворять следующим основным требованиям:
- отсутствию или очень слабой вдольбереговой миграции или транзиту наносов, наличию достаточных для забора воды глубин воды в непосредственной близости от берега;
- отсутствию интенсивных вдольбереговых течений в прибрежной зоне водоема по одну и другую сторону створа водозабора.
При недостаточных глубинах воды на подходе к водоприемным устройствам водозабора следует устраивать прорезь или расчистки. Глубина воды перед ними при минимальном уровне в навигационном период не должна быть меньше 1,5-2Нкр.
Размеры и количество водоприемных окон и их ярусов определяются величиной отбираемого расхода, глубиной воды, ее переохлаждением в предледоставные периоды, потребностью организации селективного водоотбора, содержанием в ней мусора, планктона и другой взвеси.
В тех случаях, когда в районе намечаемого места расположения водозабора ожидаются переработка берегов и прибрежных склонов, вдольбереговая миграция наносов и значительные скорости вдольбереговых и градиентных течений в прибрежной зоне в волнозащитные сооружения и их компоновку следует вносить дополнительные конструктивные элементы (шпоры, буны и др.), позволяющие отклонять поток наносов и течения прибойных зон от места водозабора.