46. Фронтальные плотинные водозаборы

Водозаборы, в которых вода поступает в приемные отверстия в направлении основного течения потока воды при подходе к гидроузлу, называют фронтальными.

К числу фронтальных водозаборов относятся:

1) Фронтальный двухъярусный водозабор.

Двухъярусный фронтальный водозабор представляет собой многопролетный шлюз-регулятор, продолжением верхнего яруса которого служит криволинейный лоток с направляющими стенками, примыкающими к бычкам. К концевому сечению лотков примыкает канал или отстойник. Для регулирования расходов воды во входной части каждого яруса ставят затворы.

2) Фронтальный водозабор с карманом

Приемной частью водозабора служит карман, расположенный в ВБ, в примыкании к берегу. В конце кармана по всей его ширине размещают промывные отверстия, входящие в состав водосбросного фронта плотины. Порог шлюза-регулятора располагают выше дна кармана не менее чем на 1,5-2 м. Для осаждения донных наносов скорость воды в кармане должна быть небольшая (0,4-0,6 м/с).

3) Ферганский тип водозабора.

В ферганском типе водозабора для недопущения донных наносов в МК используется поперечная циркуляция потока. Для этого на переходе к гидроузлу русло выполняют криволинейным. Водозаборный фронт располагают нормально к потоку. Порог поднимают выше дна реки на 1,5-2 м. Дополнительно перед порогом устраивают Г – образный порог, в направлении которого будут двигаться донные наносы.

47. Глубинные водозаборы

Глубинные водозаборы применяют на горных участках рек, имеющих гидрологические особенности: а)быстро поступающие и кратковременные паводки; б)большие скорости потока воды, способные перемещать большое количество крупных донных наносов; в)возникновение селевых потоков; г)отсутствие ледостава.

Порог водозабора располагают на низких отметках, близким к отметкам на реке. Глубинные водозаборы отнесят к категории совмещенных, т.к. здесь часть водосбросного фронта одновременно используется как водозабор. Ту часть плотин, которую используют как водозабор, называют решетчатой.

По способу забора воды и конструктивным особенностям глубинные водозаборы делятся на три группы: 1) глубинные с донными решетками; 2) послойно решетчатые; 3) водозаборы И.Я. Андрейчука.

Особенность водозаборов 1ой группы: являются составной частью водосбросного фронта плотины и используются одновременно для забора воды и частичного сброса ее в НБ.

Скорость в галерее должна обеспечивать транспортирование всех наносов, кот. поступают ч-з решетку. Вода из галереи поступает в аванкамеру, примыкающую к береговому устою, а оттуда в МК.

Решетки перекрывающие отверстия галереи, выполняют из метала, реже из дерева. Лучшая форма стержней решетки с тонкими верхними кромками.

Гидравлический расчет водозабора с донной решеткой состоит в определении длины решетчатой части плотины и размеров галереи. Через решетку должен пропускаться расход

где Q_кан. – расход канала с учетом расхода, идущего на промывку отстойника, если он предусмотрен.

Плановые размеры решетки:

, (2)

где -коэф. просветов; s–зазоры м-ду стержнями решеток; d–толщина стержня решетки; μ–коэф. расхода, μ=0,55-0,6.

к_зас – коэф. засорения, определяемый опытным путем, можно принять к_зас=0,9; l_реш и b_реш. – длина и ширина решетки;

h_ср - средняя глубина воды по середине решетки.

Для определения h_ср определяют первую и вторую критические глубины:

h_1кр.=0.47*q₁^2/3, где q₁=Q_реш./l_реш.

В конце решетки устанавливают вторую критическую глубину:

h_2кр.=0.47*q ₂^2/3, где q₁=(Q_реш.-Q_кан.) /l_реш.

В формуле (2) две величины неизвестны l_реш и b_реш. В начале задают длину решетки исходя из удельного расхода

, q_реш.=0,5-1,0 м³/с.

При известной l_реш определим b_реш.

Следует иметь ввиду, чт b_реш. больше 2-2,5 м делать не рекомендуется. Размеры решетки определяются при НПУ. При ФПУ проводят проверочный расчет и опред. расход, кот. должен сбрасыв-ся с аванкамеры Q_фор. – Q_кан. – должен сбрасываться в нижний бьеф. Вторая часть расчетов состоит в определении размеров галереи и ее уклонов. Разбивают галерею на равные участки и расчет ведут по формуле равномерного движения, относит-но середины решетки. В результате расчетов определяют уклон, площадь сечения галереи и скорость движения воды в ней.