ООО "КОМПЕНС"
Напишите нам: zakaz@kompens.ru
Звоните: +7(499) 938-56-00

Водозаборные сооружения на горных реках

Условия забора воды из горных рек усложняют такие факторы, как неравномерность стока в течение года, а при снегово-ледниковом питании - в течение суток, большое количество донных и взвешенных наносов, требующих специальных устройств по ограждению от них водоприемника; наличие шуги и донного льда при неустойчивом зимнем режиме; деформация русла вследствие больших скоростей течения; наличие оползней, обвалов, осыпей и снежных лавин.

Вследствие сложности устройства водозаборных сооружений, а также того, что для водоснабжения обычно требуются значительные объемы воды, наиболее целесообразным является комплексное использование горных рек, удовлетворяющее одновременно нужды водоснабжения, гидроэнергетики и ирригации. При достаточных глубинах и расходах воды в реке и при отборе воды не более 25-30% устраиваются береговые водозаборы с глубинным водоприемом, совмещенным с насосами первого подъема, с введени­ем в состав сооружений отстойников для предварительного осветления воды. На шугоносных предгорных участках могут быть применены ковшевые водозаборы и водозабо­ры с боковым отводом воды из реки открытыми каналами.

В предгорных районах распространено использование подруслового потока и грун­товых вод путем устройства инфильтрационных водозаборов.

При недостаточных глубинах в реке и недостаточной обеспеченности водой в oтдельные периоды, а также при водоотборе более 25-30% применяют водозаборы с уст­ройством водоподъемных плотин, в водоприемной части которых устанавливают поро­ги, донные промывные галереи, промывные карманы, песколовки, гравиеловки и шуго- сбросные сооружения.

На высокогорных и горных участках наиболее распространены донные решетчатые водозаборы с наносоперехватывающими и водоприемными галереями, заложенными и пороге плотины, позволяющими забирать воду при малых глубинах.

В процесс проектирования водозаборных сооружений на горных реках входят: вы­бор створа водозабора, решение общей схемы водозабора (бесплотинный, плотинный) и схема подачи воды в систему водоснабжения (самотечная, напорная); установление состава и выбор типа сооружений; компоновка водозаборного узла.

Бесплотинные водозаборы применяют на предгорных участках больших рек, и редких случаях - нагорных участках, при наличии устойчивого русла с глубинами воды при минимальных условиях и шугоходе, достаточными для забора воды.

Забор воды осуществляется по двум основным схемам: с глубинным водоприемом (с затопленными водоприемными отверстиями) и с открытым водоприемом с устройст­вом водоприемных ковшей или с боковым отводом открытым каналом.

На больших реках с необходимыми глубинами при глубинном заборе воды приме­няют водозаборы берегового типа, совмещенные с насосными станциями I подъема, аналогичные водозаборам на равнинных реках с включением в их состав отстойников. Устройство русловых затопленных водоприемных оголовков не допускается.

На реках с малыми глубинами и большими шугоходами устраиваются береговые водозаборы со значительно развитым водоприемным фронтом (невысоким, но с широкими отверстиями), зачастую совмещенным с продольной галереей или поперечной дреной для захвата подрусловых вод.

На предгорных участках рек с большой шугоностностью, обильными наносами , недостаточными глубинами для водоприема получили распространение распространение ковши, полностью заглубленные в берег или частично выдвинутые в русло, с верховым или низовым входом воды.

На реках с широкими поймами применяются бесплотинные водозаборы с боковым отводом открытыми каналами, которые ограждаются незатопляемыми дамбами. Основные схемы водозаборов приведены на рисунке.

Основные схемы бесплотинных водозаборов с боковым отводом открытыми каналами

а,б - водозаборы с отводом открытыми каналами без шлюзов-регуляторов; в -  многоголовый водозабор; г - водозабор со шлюзом-регулятором в голове канала; д - водозабор с прокопами и  шлюзом-регулятором, удаленным от русла реки; е - многоголовый водозабор с прокопами, шлюзами - регуляторами и отстойниками: 1 - канал; 2 - дамбы; 3 - водоприемник с насосной станцией первого подъема; 4 - головы каналов; 5 - перемычки; 6 - шлюзы-регуляторы; 7 струенаправляющие системы М.В. Потапова; 8 - прокопы; 9 - отстойники; 10 - сбросные каналы; 11 - шлюзы сбросного канала.

Плотинные водозаборные сооружения. Наиболее распространенным типом водозабора на высокогорных и горных участках рек, несущих в большом количестве наносы крупных фракций, является водозабор с донной решеткой, представляющий собой водосливной порог, перегораживающий русло и возвышающийся над дном реки, и в который врезана водоприемная галерея, перекрытая сверху решеткой. Вода, пройдя решетку, поступает в наклонную водоприемную галерею, по которой попадает в камеру с промывным устройством, откуда она отводится каналом, тоннелем или трубопроводом к отстойнику или непосредственно к потребителю. Рекомендуется применять донные решетчатые водозаборы на реках с уклоном 0,02 и насыщенностью потока песчанными донными наносами крупностью до б мм в количестве не более 25% общего объема данных наносов. Длину решетчатой чисти плотины назначают примерно равной ширине русла реки в межень, удельный расход забираемой воды составляет 0,08 - 0.5 м3/c на 1 метр решетчатой части.

Донную водоприемную решетку применяют обычно стальную в сварной раме из уголков и швеллеров. Для удобства очистки галереи решетки устанавливают съемные или вращающие, разделенные на секции по длине водоприемного фронта. Размеры секций принимают: длину - в пределах 1-2,5 м, а ширину (по течению потока) 0,8 - 1,5 м; вес секции 80 - 120 кг. Ширина просвета между стержнями должна быть месте размеров фракций, преобладающих (60-70%) в донных наносах. Ширина просвети принимается в пределах 6-12 мм, а толщина стержней в зависимости от их профиля колеблется от 8 до 32 мм. Решетки применяют двух типов - одинарные и двойные. Поперечные сечения стержней различны.

Типы донных водоприемных решеток

а - одинарная решетка; б - двойная решетка: 1 - верхняя решетка; 2 - нижняя мелкая решетки (размеры в см).

Ширину галереи принимают или одинаковой с длиной донной решетки, или не­сколько больше ее, обычно она колеблется от 1 до 2 м. Высоту галереи в соответствии с переменным расходом принимают также переменной, равной глубине наполнения при безнапорном режиме с запасом под решеткой 0,1-0,3 м. На начальном участке высоту обычно принимают 0,5 м, а в концевой части - 2 м. В начале галереи на длине 1-3 м ее дну придают уклон 0,2-0,4, а на концевом участке 0,1-0,2.

Скорость течения должна быть нарастающей по длине и в конце галереи достигать 2,5 м/с.

Наиболее распространенным поперечным сечением галереи является прямоугольное со скошенными углами.

Связывающим звеном между водоприемной галереей и водоприемным сооружением системы (трубопровод, канал, тоннель) является промывная камера. Она служит для задержания крупных наносов (прошедших через донную решетку и галерею) и сброса их в нижний бьеф при промывке, для размещения основных водоприемных отверстий системы, а также для забора воды и зимнее время и и периоды ремонта или очистки галереи через специальные водоприемные отверстия и верхнем бьефе.

В долинах горных рек, заполненных валунно-галечниковыми и гравийными отложениями, часто бывают подрусловые потоки. В таких случаях, особенно на малых реках, где горизонт воды в русле часто падает до нуля, применяют донные решетчатые водозаборы, совмещенные с захватом поверхностных и подрусловых вод. Для получении осветленной воды могут быть применены донные водозаборы с захватом только подрусловых инфильтрациионных вод.

Водозаборы с донной решеткой с захватом подрусловых инфильтрационных вод

а, б - водозаборы с донными решетками, совмещенные с приемом подрусловых вод (поперечные разрезы); в - водозабор для захвата только подрусловых и инфильтрационных вод, предложенный Г.А. Дшимшели: 1 - водоприемная галерея; 2 - донная решетка; 3 - отводящие трубы; 4 - фильтрующая каменная наброска в виде обратного фильтра; 5 - габионная кладка; 6 - водоприемная камера; 7 - водослив; 8 - промывное отверстие; 9 - шандорные пазы, прикрытые деревянным брусом; 10- деревянный брус; 11- шандорный паз; 12- водоприемная камера; 13 -  разделяющая стенка.

С целью предотвращения попадания мелких донных наносов в водоприемник разработаны конструкции донных водозаборов с наносозахватывающей галереей. Компоновка донного водозабора позволяет забирать более осветленную воду; снижает расчетный расход водоприемной галереи; уменьшает засоряемость водоприемной решетки; значительно уменьшает промывной расход при максимальное расходовании напора; делает эксплуатацию простой и удобной; обеспечивает хорошую очистку oт наносов. Наносоперехватывающие галереи применяют двух типов: с траншейной пескогравиеловкой и щелевой пескогравиеловкой.

Конструкция отличается от конструкций рассмотренных выше водозаборов с донной решеткой лишь дополнительным устройством наносоперехватывающей галереи прямоугольного (или со скошенными углами) сечения, расположенной перед водоприемной галереей и параллельно ей на расстоянии 0,5 - 0,7 м.

Водозабор с наносоперехватывающими галереями системы ГрузНИИГиМ

1 - водоприемные отверстия; 2 - донные наносоперехватывающие галереи; 3 - отверстия промывного шлюза; 4 - глухая водосливная (или разборчатая) плотина; 5 - береговая струенаправляющая стенка; 6 - затворы щитовые; 7 - направление донных токов при наличии наносоперехватывающей галереи; 8 - направление донных токов при отсутствии наносоперехватывающей галереи; 9 - канал.

Для предохранения наносоперехватывающей галереи от завала крупными фракци­ями наносов она перекрывается решеткой, в 2-3 раза более крупной, чем решетка водо­приемной галереи. Дну галереи придается уклон (0,1) от середины к устоям.

Карман служит для смыва подходящих к водоприемному отверстию наносов путем создания больших скоростей при открыва­нии затвора в низовой его части и отстаивания наносов и всплывания шуги при его закрытии. В системах водоснабжения из горных рек большее распространение получил пло­тинный гидроузел с карманом. В состав такого гидроузла входит плотина с глухим во­досливом или разборчатая с низким порогом и карманом - отверстием, из которого во­да в верхнем бьефе забирается в водоприемный колодец для даль­нейшей подачи потребителям.

Промыв кармана проводится периодически. Уровень воды в верхнем бьефе может быть посто­янным, а водоподача к потребите­лю не прекращается и во время промывки.

Водоприемный колодец дела­ется двухсекционным для возможности очистки от наносов и ремонта без перерыва в подаче поды. Вода из кармана поступает в  приемный колодец через окна. защищаемые решетками, а при необходимости перекрываемые щитами.

Внутри колодца устанавливают плоские сетки. Промывка колодца производится по специальной схеме со спуском грязи в нижний бьеф.

Компоновка водозаборного узла с применением криволинейного промывного канала выполняется и позволяет использовать образующуюся на изгибе потока поперечную циркуляцию потока для эффективного отделения наносов ит воды их сброса через галереи или траншеи в нижний бьеф.

Водозаборный узел c донной решеткой и соеди­нительным каналом с от­стойником

1 - решетчатая часть плотины; 2 - водоприемная галерея; 3 - водоприемная  камера; 4 - головное водоприемное от­верстие с быстропадающим щитом; 5 - зимнее водоприем­ное отверстие со щитом; 6 - промывное отверстие с за­тором; 7 - соединительный ка­нал; 8 - боковой водослив; 9 - пазы для шандор; 10 - отстойник; 11 - служебный мос­тик; 12 - глухая водосливная чисть плотины; 13 - напорный трубопровод; 14 - сбросной ка­нал для промывной воды отстойника.

Плотинный водозабор с криволинейным каналом

1 - понур с креплением железобе­тонными плитами; 2 - водобой; 3 - сегментный затвор на низком пороге; 4 - нижний бьеф; 5 - сбросная часть наносоперехватывающей тран­шеи; 6 - плоский металлический за­твор на криволинейном канале; 7 -входные окна водозабора с ре­шетками; 8 - плоские сетки; 9 - шиберные затворы; 10 - водоводы к по­требителю; 11 - двухсекционный водозабор; 12 - наносоперехватывающая траншея; 13 - криволинейный канал; 14 - входной порог на криволинейном канале (служебные мосты не показаны)

Вернуться к списку

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

Искрогаситель ИГС-55
Искрогаситель ИГС-115
Искрогаситель ИГС-45 
Искрогаситель ИГС-120
Искрогаситель ИГС-65
Искрогаситель ИГС-130
Искрогаситель ИГС-80
Искрогасители на дымоход
Сильфонный компенсатор ГОСТ
Уровнемеры для резервуаров
Уровнемеры для емкостей
Подбор сильфонных компенсаторов
Установка сильфонных компенсаторов
Предварительная растяжка сильфонных компенсаторов
Производство сильфонных компенсаторов