43. Типы бесплотинных водозаборов

Основные типы водозаборов:

1.Одноголовый неурегулированный водозабор. Это простейший тип бесплотинного водозабора, в который поступление воды происходит по схеме деления потока.

Начальный участок МК такого водозабора быстро заиляется наносами. При размываемых грунтах голова водозабора подвержена смещению. Поступление расчетных расходов воды в МК возможно при постоянной очистке его от наносов. Некоторые улучшения достигается при устройстве промывного канала.

2.Многоголовной нерегулируемый водозабор.

Такой водозабор рассматривают как систему, состоящую из параллельно подключенных к МК нескольких одноголовых водозаборов. Расстояние между головами в многоголовых водозаборах принимают 0,5-1,5км.

3.Одноголовый регулируемый водозабор.

Такие водозаборы называют ошлюзованными, т.к. в них используют шлюз-регулятор, при помощи которого осуществляют изменения подаваемых в МК расходов в соответствии с графиком водопотребления. Используют 2 схемы расположения шлюзов-регуляторов – на берегу реки у уреза воды и в некотором удалении реки. Первая схема применима на реках, имеющих прочные берега и устойчивые русла. Вторая на реках с блуждающими руслами и легко размываемыми берегами.

4.Многоголовной водозабор с централизованным управлением.

Такой водозабор рекомендуется применять на участках рек с неустойчивыми размываемыми берегами.

Многоголовной водозабор с централизованным управлением состоит из нескольких каналов-прокопов, шлюза-регулятора, удаленного от реки, и примыкающего к нему промывного канала. В шлюзе-регуляторе для каждого канала-прокопа предусмотрено самостоятельное отверстие, что позволяет подавать воду потребителю из любого канала-прокопа.

5.Шпорные водозаборы.

Низкие уровни воды в реке при небольших расходах в ней значительно ослабляют работу бесплотинных водозаборов. В отдельные периоды становится вообще невозможной подача воды в канал расчетного расхода. В таких случаях переходят к водозаборам шпорного типа, являющимся своего рода переходной ступенью к платинным водозаборам.

Шпоры представляют собой криволинейную дамбу, один конец которой примыкает к голове водозабора, а другой упирается в противоположный берег или не доходит до него. Верх шпоры находится выше минимального УВ. Для сброса излишка воды и частичной промывки русла от наносов в шпоре устраивают промывные отверстия. При прохождении по реке повышенных расходов вода переливается через шпору, причем не исключено ее разрушение. После спада уровней воды шпору восстанавливают.

44. Расчеты бесплотинных водозаборов

Основными сооружениями бесплотинных водозаборов являются каналы, поэтому большую долю расчетов этих водозаборов составляют гидравлические расчеты каналов. Поперечное сечение каналов применяют трапецеидальным, заложение откосов назначают в зависимости от грунтов и глубины воды в канале. Ширину по дну принимают в зависимости от производства работ или назначения каналов. Коэффициент шероховатости n принимают 0,03 и более. При расчете каналов имеются свои особенности в зависимости от вида каналов. Q=ωc^Ri

Особенности расчета:

а) Каналы-прокопы. Глубина воды в этих каналах ограничена и не превышает 2,5-3м. Если принять в устойчивом русле отношение ширины канала по дну к глубине воды равным b/h=10 и неразмывающую скорость 1,0-1,1 м/с, то расход в одном канале-прокопе м.б. около 100 м³/с. Для больших расходов применяют многоголовые водозаборы

б) Промывные каналы. Они работают периодически. Расходы в них равны или больше расходов в МК. Глубина воды в них может быть принята повышенной, при этом не допускается подтопление устья со стороны реки. Скорость в промывных каналов принимают из условия транспортирования наносов. Если они превышают неразмывающие для грунтов канала, то каналы нообх. укреплять. Основным при гидравлических расчетах является условие незатопляемости.

в) Каналы-прокопы, используемые в качестве отстойников. Ширину этих каналов по дну назначают с учетом возможности передвижения земснарядов на плаву, или же с учетом возможной гидравлической промывки отстойников-каналов. По формулам неравномерного движения при известной глубине воды в конце отстойника находят выше по течению сечение, где скорости будут меньше размывающих. Выше этого сечения наносы удаляют механическими средствами.

г) Особенности гидравлического и фильтрационного расчета шлюзов-регуляторов. Их гидравлический расчет осуществляется по схеме водослива с широким порогам при подтопленном истечением. Если вода переливается через шандорную стенку, то расчет ведут по схеме истечения через водослив с тонкой стенкой. Коэффициент расхода для такой расчетной схемы определяют в зависимости от высоты шандорной стенки и слоя переливающейся воды. Фильтрационный расчет выполняют по методам построения гидродинамической сетки, методу фрагментов и др. При этом напор берут при максимальном уровне в реке и при отсутствии воды в нижнем бьефе.

д) Статические расчеты. Т.к. в бесплотинных водозаборах большую часть сооружений выполняют из грунта, статические расчеты их сводятся к определению устойчивости откосов каналов. В шлюзах-регуляторах статическими расчетами определяют толщину флютбета, устойчивость устоев как подпорных стенок и устойчивость быков при одностороннем и лобовом действии на них силы гидростатического давления воды(прочность и устойчивость).

Расчетом определяют так же размеры балок служебных и проезжих мостов(обычно используются типовые решения).