13. Водоприемники русловых водозаборов.
Важнейшим элементом русловых водозаборов, от которого зависит
надежность забора воды из источника, является водоприемник (оголовок).
Оголовки могут быть:
1. а) затопленными – используются чаще всего на водозаборах
малой и средней производительности;
б) незатопленными – применяются на крупных водозаборах из озер и
водохранилищ;
2. а) незащищенными (стальные раструбы);
б) защищенными (ряжевые, свайные, бетонные, железобетонные);
3. а) односекционными (отдельно на каждую самотечную линию);
б) двух или многосекционными (один на две или более самотечных линий);
в) комбинированными (с забором воды через входные окна с решеткам и через
фильтрующую часть водоприемника);
4. а) без вихревых камер;
б) с вихревыми камерами (предпочтительно для крупных водоприемников
с широким фронтом водоприемных окон);
5. в зависимости от материала – стальными, деревянными, бетонными и
железобетонными.
Рис. 7. Раструбные водоприемники
а) с вертикальной решеткой; б) с наклонной решеткой; 1- раструбная
воронка; 2 – самотечный водовод; 3 – решетка; 4 – крепеж
Рис.8. Трубчатый односекционный водоприемник с вихревой камерой
1 – приемная камера; 2 – решетка; 3 – вихревая камера; 4 – переход;
5 – самотечный водовод.
Применяются при заборе воды из глубоких рек (8 – 10 м) и при отсутствии
лесосплава, судоходства и шуги.
Рис.10. Односекционный бетонный оголовок.
Рис.11. Двухсекционный бетонный оголовок
Защищенные оголовки применяются на реках судоходных и с лесосплавом.
Железобетонный оголовок с цилиндрическими щелевыми
вихревыми камерами
Вихревые камеры обеспечивают равномерность забора воды всей площадью
водоприемных окон и их равномерную промывку. Оголовок применяется
на водозаборах производительностью более 0.5 м3/с в условиях судоходства,
лесосплава, без существенных шуголедовых осложнений.
Рис.13. Железобетонный оголовок с двухсторонним приемом воды и
открытыми вихревыми камерами
1 – железобетонный корпус (баржа); 2 – открытые вихревые камеры;
3 – ледорез; 4 – самотечные водоводы; 5 – приемные патрубки (переходы);
6 – решетки у которых стержни установлены под углом 135 º
Водоприемники зонтичного типа
Применяются в качестве рыбоотгораживающих (рыбозащитных) водоприемных устройств.
Схема установки оголовка руслового водозабора.
Z1 = ZЛНУВ – 0.33 Нв – Н1 = ZЛНУВ – 0.33 Нв – 0.3 – 0.2 – Нр – 1000 (500)
Z2 = ZЗНУЛ – Нл – Н2 = ZЛНУВ – Нл – 0.2 – 0.2 – Нр – 1000 (500)
Посадка оголовка осуществляется на отметке с меньшим значением.
14. Самотечные водоводы
Водоприемники и береговые колодцы соединяют самотечными водоводами.
Самотечные водоводы укладывают в заранее подготовленные траншеи спуском
трубопровода под воду или в открытом котловане (с водоотливом).
При большой глубине заложения прокладка самотечных водоводов
осуществляется бестраншейным методом (проколом или продавливание).
В зависимости от метода укладки самотечные водоводы устраивают: при
укладке в траншею с водоотливом – из железо6етонных, чугунных, стальных
и пластмассовых труб; при укладке под воду и при бестраншейном способе –
из стальных и пластмассовых труб. Стальные трубы должны быть
снаружи покрыты антикоррозионной изоляцией, а внутри в зависимости от
коррозионных свойств воды – песчано-цементным или другим покрытием.
В последнее время для устройства самотечных водоводов широко
используются трубы из некорродирующих материалов, в частности из
полиэтилена, поливинилхлорида, стеклопластика и других материалов.
Самотечные водоводы должны укладываться в плане и в вертикальной
плоскости без резких поворотов, вызывающих отложение наносов, сора и шуги
и затрудняющих промывку и очистку их. Водоводы от водоприемника к
береговому колодцу могут укладываться как горизонтально, так и с
прямым и обратным уклоном. Расстояние между водоводами в плане в
зависимости от диаметра принимается 0,7 – 1,5 м.
Самотечные водоводы в реке должны быть защищены от подмыва
речным потоком, повреждения якорями судов и плотов. С этой целью их
следует заглублять ниже дна (с учетом возможного размыва и дноуглубления)
на судоходных реках на 0,8 – 1,5 м, а на несудоходных – на 0,5 м. Траншея,
в которой уложены самотечные водоводы, сверху должна быть укреплена
каменной наброской.
Самотечные водоводы в береговые колодцы следует вводить через сальники.
Подсоединение самотечных водоводов к водоприемникам целесообразно
осуществлять с помощью фланцевого соединения со свободным фланцем
на патрубке водоприемника.
Количество самотечных водоводов должно быть не менее количества
секций водозабора. Диаметр самотечных водоводов определяется исходя из
расчетного расхода и скорости движения воды, которая при нормальном
режиме принимается 0,7 – 1,0 м/с для водоводов диаметром до 500 мм, и до 1,5
м/с при больших диаметрах. Работа самотечных водоводов проверяется при
аварийном режиме, под которым понимается отключение одного самотечного
водовода или секции водоприемника на ремонт или ревизию. При этом
для водозаборов I категории надежности расчет ведется на 100 % расход, а
для водозаборных сооружений II и III категорий допускается снижение расхода
на 30 %. Именно по аварийному режиму определяются расчетные уровни
воды в береговом колодце.
Промывка самотечных линий и водоприемных отверстий
Несмотря на то, что скорость в самотечных водоводах назначают больше
незаиляющей, в самотечных линиях по тем или иным причинам образуются
отложения. К этим причинам можно отнести временные превышения
расчетного количества взвеси в воде, изменение ее крупности, снижение
скоростей движения воды трубопроводах и т.п.
Прямая промывка производится отключением части водоводов при
неизменном отборе воды из источника.
При выключении одного из двух самотечных водоводов и заборе того же
количества воды, которое забиралось до промывки, но через один водовод,
скорость в промываемой трубе увеличится в 2 раза; при выключении одного
из трех – скорости в двух промываемых трубопроводах увеличатся в
1,5 раза и т.д. Таким образом, обычно промывают трубы больших диаметров
(более 600 мм).
Трубы меньших диаметров чаще промывают обратным током воды.
Достоинством обратной промывки является то, что промываются не
только самотечные водоводы, но и решетки и фильтрующие кассеты.
Для осуществления обратной промывки к самотечным водоводам
по трубопроводам с запорной арматурой подводится вода от напорной линии
насосной станции первого подъема.
Метод импульсной промывки самотечных водоводов и решеток.
Схема импульсной промывки – а и график изменения уровня
водыв колонне – б
1 – колонна на самотечной трубе; 2 – патрубок с затвором для впуска воздуха;
3 –вакуумнасос; 4 – трубопровод для промывки решеток обратным током воды;
5 – самотечная труба; Z1 – столб воды, поднятый вакуумом.
Для осуществления импульсной промывки в водоприемном колодце на
самотечной линии устанавливают напорную колонну высотой 6 – 8 м и
диаметром в 1,5 – 3 раза большим диаметра промываемой линии. Вверху к
колонне подключают вакуумнасос для создания в ней разряжения патрубок
с затвором для впуска воздуха. Если на самотечной линии в период промывки
закрыть затвор и создать в напорной колонне вакуум, то вода в ней
поднимется до соответствующего этой степени разряжения уровня (Z1).
При срыве вакуума открытием затвора для впуска воздуха
находящаяся в ней вода устремляется в самотечную линию и обратным
током промывает ее и отверстия оголовка. Создаваемый волновой
импульс давления массы воды, заключенной в самотечной трубе и
колонне, практически действует с одинаковой силой на всю площадь водоприемного отверстия
и освобождает его от шуги и сора. Промывка самотечных линий импульсным способом может
производиться также путем подачи в них сжатого воздуха из напорной колонны.
Схема импульсной промывки сжатым воздухом
1 – напорная колонна; 2 – патрубок с затвором для выпуска воздуха;
3 –компрессор; 4 – трубопровод для промывки самотечных трубопроводов
и решеток обратным током воды; 5 – самотечная труба;
6 – быстрооткрывающийся клапан.