18. Защита водоприемных отверстий водозаборов от закупорки шугой.

Главным условием, обеспечивающим надежный прием воды из источников с донным льдом (шугой), является правильный выбор места расположения водозабора, типа водозаборных сооружений и их конструктивных элементов.

Для борьбы с закупоркой шугой водоприемных отверстий могут быть предусмотрены следующие мероприятия:

- выбор створа водозабора с наименьшим шугозаполнением, вне зоны шугозажоров;

- снижение скорости входа воды в водоприемные отверстия до 0,05 – 0,01 м/с;

- сброс в зону приема теплой воды в количествах не менее 20 % от производительности водозабора;

- использование шугоотбойных и шугонаправляющих запаней;

- электрообогрев решеток;

- строительство фильтрующих водоприемников;

- строительство нескольких водоприемников усовершенствованного типа с фильтрующей частью, расположенных на расстоянии друг от друга, исключающем возможность одновременного перерыва забора воды;

- покрытие стержней решеток гидрофобными материалами (резина, каучук и др.);

- устройство обратной промывки решеток, предпочтительно импульсной;

- устройство водоприемных ковшей;

- проектирование устройств для удаления шуги из приемного отделения берегового колодца.

Снижение скорости входа воды в водоприемные отверстия до 0,05 – 0,01 м/с является наиболее простым и надежным средством предотвращения закупорки шугой водоприемных отверстий. Широко применяется в русловых затопленных водоприемниках. Это возможно достичь, применяя русловые водоприемники

С большой площадью водоприемных окон.

Сброс в зону приема теплой воды в количествах не менее 20 % от производительности водозабора предотвращает не только закупорку шугой водоприемных отверстий, но и поступление шуги в водоприемное отделение берегового колодца, и соответственно закупорку сеток.

Использование шугоотбойных и шугонаправляющих запаней позволяет отвести поток внутриводного льда от зоны забора воды, а также способствует ускорению ледостава.

Рис. 2. Шугоотбойная запань на водозаборе Омска (р. Иртыш):

1 – запань; 2 – стальные трубы; 3 – деревянные погружные щиты; 4

– водоприемные оголовки; 5 – береговой колодец; 6 – насосные станции;

7 – фиксирующие железобетонные якоря; 8 – тросы крепления

Электрообогрев решеток применяются на береговых водозаборах для предотвращения обмерзания и закупорки решетки внутриводным льдом.

Строительство нескольких водоприемников усовершенствованного типа (комбинированный с фильтрующей частью), позволяет обеспечить надежный прием воды в достаточно сложных шуголедовых условиях.

19. Водоприемные ковши.

Водоприемный ковш – это искусственный водоем (отстойник), устраиваемый перед береговым водозабором, располагаемый непосредственно в реке или в береге и служащий для отстаивания внутриводного льда или осаждения крупных фракций наносов, а иногда также для увеличения глубин воды у водозабора.

Устройство водоприемных ковшей является надежным средством защиты водоприемных отверстий от закупорки шугой. Применяется на водозаборах большой и средней производительности в сложных шуголедовых условиях.

Рис. Схема ковша

1 – верховая дамба; 2 – акватория ковша; 3 – водозабор берегового типа

По характеру подвода воды из рек различают ковши: верхового питания – с подводом воды по течению, низового питания – с подводом воды против течения и двойного питания – с подводом воды по течению и против него.

а – ковш верхового питания; б – ковш низового питания; в – ковш двухстороннего питания; В - водозабор

Ковши с верховым входом больше подвержены поступлению в них шуги, чем наносов, так как в силу действия инерционных сил они заполняются поверхностными потоками воды из реки. Ковши с низовым питанием, наоборот, заполняются донными потоками воды из реки, в которых в основном сосредоточены минеральные примеси (наносы). Поэтому для защиты водозаборов от шуги в настоящее время применяют преимущественно ковши с низовым питанием.

На всех шугоносных реках наиболее надежная защита водозабора от шуголедовых помех достигается в результате применения ковша с низовым входом, частично или полностью выдвинутым в русло реки (рис. 2, а). Если к тому же речным потоком транспортируются наносы и возможен их подсос в ковш, то на ковшах делают затопляемые при паводках шпоры (рис. 2, б).

1 – верховая дамба; 2 – акватория ковша; 3 – водозабор берегового типа; 4 – верховая шпора

Расчет водоприемных ковшей заключается в определении их глубины, ширины и длины, обеспечивающих требуемые условия забора воды.

Необходимая глубина ковша определяется аналогично определению требуемой глубины у берегового водоприемника из выражения

Н_к = Н_р + 1,2 Н_л + 0,2 + P,

где Н_р – высота решетки; Н_л – толщина льда; Р – порог высотой 0,5 – 1,0 м.

Ширина ковша по дну В_д для возможности очистки его с использованием земснаряда принимается не менее 5 – 8 м.

Средняя ширина ковша В_ср = Q_в/ Н_к ·v_к,

где Q_в – расход воды, забираемой из ковша; v_к – средняя скорость движения воды в ковше, которая принимается от 0,15 до 0,05 м/с.

Длина ковша должна обеспечить полное всплытие в транзитной струе кристаллов внутриводного льда с гидравлической крупностью 0,015 – 0,02