43. Глубинные водозаборы.
Для них характерно следующее: а) быстро поступающие и кратковременные паводки; б) большие скорости потока воды, способные перемещать большое количество наносов, в том числе крупных, растянутость половодья с превышением расхода в это время над меженным в 10-20 раз и больше; в) возникновение селевых потоков, поступающих быстро и неожиданно; г) отсутствие ледостава, но вместе с тем большое количество шуги. В связи с этим порог водозабора приходится располагать на низких отметках, близким к отметкам дна русла реки. По способу забора воды и конструктивным особенностям глубинные водозаборы можно объединить в три основные группы: 1) глубинные с донными решетками; 2) послойно решетчатые; 3) водозаборы И.Я. Андрейчука. Особенность их состоит в том, что они являются составной частью водосбросного фронта плотины и используются одновременно для забора воды и частичного сброса ее в нижний бьеф. Лучшая форма стержней решетки с тонкими верхними кромками. Гидравлический расчет водозабора с донной решеткой состоит в определении длины решетчатой части плотины и размеров галереи. Плановые размеры решетки определяются из формулы Qкан=рμ кзас lреш bреш(2ghср)1/2, где р=Р/(d+i)- коэффициент просветов; i – зазоры между стержнями решеток; d – толщина стержня решетки; μ – коэффициент расхода, зависящий от уклона решетки. кзас – коэффициент засорения lреш и bреш. – длина и ширина решетки; hср - средняя глубина воды по середине решетки. Для определения hср определяют первую и вторую критические глубины: h1кр.=0.47*q12/3, где q1=Qреш. /lреш. В конце решетки устанавливают вторую критическую глубину:h2кр.=0.47*q 22/3, где q1=(Qреш.-Qкан.) /lреш.. hср=0,81(h1кр+ h2кр)/2. Определим длину решетки исходя из удельного расхода: lреш= Qреш/ qреш, qреш.=0,5-1,0 м3/с. Размеры решетки определяются при НПУ. При ФПУ проводят проверочный расчет и при излишнем расходе Qфор. – Qкан. – должен сбрасываться в нижний бьеф. В результате расчетов определяют уклон, площадь сечения галереи и скорость движения воды в ней.
41. Боковые плотинные водозаборы.
Для обеспечения постоянства уровней в источнике, при которых гарантируется забор воды по графику водопотребления в любое время, устраивают плотинные водозаборные гидроузлы с боковым и фронтальным отводом воды. В гидроузлах с боковым отводом воды в канал в качестве водозаборного сооружения применяют открытый шлюз-регулятор. Ось шлюза-регулятора располагают под прямым или тупым углом по отношению к направлению основного потока воды. С увеличением этого угла до 1800 водозабор становится фронтальным. Для боковых водозаборов этот угол не должен превышать 130-1400. Из существующих водозаборов наибольшее распространение имею боковые водозаборы 70-80%. По условиям борьбы с поступлением донных наносов в канал боковые водозаборы могут быть подразделены на следующие типы:
1) Боковой водозабор с фронтальной промывкой наносов.(1-водозабор, 2-мк, 3-промывные отверстия, 4-водосливная плотина)
Водозабор этого типа представляет собой шлюз-регулятор, порог которого расположен выше дна реки (понура). Применение боковых водозаборов с фронтальной промывкой наносов было основано на предложении задержания и отложении донных наносов перед шлюзом-регулятором. По мере накопления наносов они смываются в нижний бьеф через промывные отверстия. С увеличением коэффициента водозабора до 0,5 и больше практически все наносы поступают в водозабор.
2) Боковой водозабор с горизонтальным полком.
По предложению А.В.Троицкого, в конструкцию водозабора предыдущего типа добавляют горизонтальный полок (плиту), опирающийся на колоны (стойки); верх полок располагают на уровне порога водозабора.. Донные наносы при подходе к водозабору попадают под плиту и смываются в нижний бьеф через промывные отверстия плотины. Устраивая в полке прорези-щели, параллельные водозаборному фронту, можно значительно уменьшить отложение наносов на полке.