Водозаборные сооружения на каналах

Весьма часто потребители воды находятся на значительном удалении от источни­ков водоснабжения. В этом случае вода может транспортироваться к месту ее использования по открытым каналам, которые из-за большой протяженности и значи­тельных размеров носят название магистральных. Для перекачки воды из водоисточ­ника в канал, а также преодоления препятствий, встречающихся на трассе канала, сооружают насосные станции, оборудованные водоприемными сооружениями. В це­лом все сооружения по транспортированию воды представляют сложные гидротех­нические системы.

Схема водозаборного сооружения, характерного для магистральных каналов, при­ведена на рис1. При подходе к насосной станции канал расширяется и образует аванкамеру. Вынесенные вперед сороудерживающие решетки образуют отдельно стоящее сооружение, которое обеспечивает нормальную работу всех насосов незави­симо от засорения одной из решеток. Кроме того, их обслуживание возможно в лю­бой период. Благодаря оборудованию плоскими щитами насосы в случае необходи­мости позволяют осушать аванкамеры и производить их очистку от наносов и ре­монтные работы.

Рис.1. Водозаборное сооружение на магистральном канале 1 - сороудерживающее сооружение; 2 - насосная станция; 3 - напорные водоводы; 4 – водовыпускное сооружение

При заборе воды (менее 0,3 м³/с) из тупиковых каналов можно применять простей­шее водозаборное сооружение, в котором аванкамера представляет собой ковш с от­косными стенками. Всасывающие трубы насосов располагают на торцевом откосе аванкамеры. Сороудерживающие решетки делают выносными и располагают в начале аванкамеры.

Камерные водоприемники устраивают обычно при заборе воды, большем 0,3 м³/с. Они бывают совмещенными со зданием станции и их применяют, как правило, для станций, оборудованных вертикальными или горизонтальными центробежными и осе­выми насосами; раздельные - для станций камерного и незаглубленного типов с гори­зонтальными центробежными насосами.

Забор воды из горных и высокомутных рек

В некоторых районах Российской Федерации источниками водоснабжения являют­ся горные и высокомутные реки. Они характеризуются большими скоростями течения и малыми глубинами. При прохождении ливней в этих реках происходит быстрое на­растание паводка. Они транспортируют большое количество наносов как донных, так и взвешенных. В зимний период появляются шуга и донный лед. Часто возникают селе­вые потоки. На предгорных участках нередко наблюдается изменение русла рек. Все это осложняет забор воды. Поэтому, когда есть возможность, забор воды в предгорных районах осуществляют из подземных источников.

Для водоснабжения небольших поселков и промышленных предприятий, располо­женных на малых реках с непостоянно открытым потоком воды, при наличии подруслового потока может применяться комбинированный водозабор. Он представляет со­бой комбинацию водозаборного сооружения из открытого потока и водозабора подруслового типа.

В период, когда в реке транспортируется небольшое количество наносов, вода заби­рается из поверхностного потока. Во время паводков при большой мутности воды, а также в моменты пересыхания или перемерзания русла вода забирается из подруслового потока. Устройство таких водозаборов возможно на участках, имеющих достаточно водопроницаемые грунты мощностью 7-8 м. Их устраивают путем заполнения тран­шеи, разработанной по всей ширине долины реки, суглинком или забивки металличе­ского шпунта.

На небольших горных реках с постоянным током воды (при расходах в межень до 0,5-1,0 м³/с и максимальным до 200-300 м³/с) применяют различные водозаборные гидроузлы. К ним относятся водоприемники с забором воды через донную решетку, пло­тинные гидроузлы с карманом, гидроузлы с криволинейным каналом (карманом) и др.

Водозабор с донной решеткой простейшего типа представляет собой водосливной порог, перегораживающий русло и возвышающийся над дном реки. В порог врезана водоприемная галерея, перекрытая сверху решетками. Вода, пройдя решетку, поступа­ет в наклонную водоприемную галерею, откуда попадает в камеру с промывным уст­ройством. Из камеры она отводится к отстойнику, а затем водопотребителю.

Для донных водозаборов характерны: малое стеснение русла реки; возможность за­бора при всех ее горизонтах; беспрепятственный пропуск максимальных паводков, плавника и крупных донных наносов. К их недостаткам следует отнести: захват боль­шой части наносов в водопроводящий тракт; засоряемость и обледенение решеток; большие расходы воды на промывку камер и удаление наносов за пределы водозабор­ного узла; образование отмелей из наносных отложений перед водоприемником. Дон­ные водозаборы находят применение при расходах воды 0,1-8 м³/с.

Надежное водоснабжение из рек с постоянным током воды можно обеспечить путем устройства плотинных водозаборов, отличающихся разнообразием решений. Усовершен­ствованная схема водозаборного сооружения представляет собой гидроузел, в котором помимо плотины имеется криволинейный канал. При движении воды по этому каналу на изгибе потока возникает поперечная циркуляция воды, которая способствует движению донных наносов, находящихся в потоке, к выпуклой части берега. Сброс наносов в ниж­ний бьеф осуществляется наносоулавливающими траншеями. Водоприемник располага­ют на вогнутой стороне этого канала за наносоулавливающими траншеями.

Для высокомутных водотоков существует закономерность суточного и часового из­менения содержания взвешенных частиц в десятки раз. В этих случаях для возможно­сти обеспечения работоспособности водозаборов и облегчения процесса очистки уст­раивают ковши и каналы на подходах к водоприемникам, которые играют роль отстой­ников и непрерывно восстанавливаются. В южных районах широко применяют водозаборы плавучего типа с тонкослойными модулями.