Техническая характеристика деревянных щитовых затворов

Таблица 5.13

Размеры, мм				Допускаемый напор, м. вод. ст.	Вес, кг
A	B	C	D
1000	880	170	80	8	101
1000	880	170	110	15	117
1950	1850	400	170	8	684
1950	1850	400	220	15	820

Техническая характеристика металлических затворов

Таблица 5.14

Размеры, мм		Вес, кг	Допускаемый напор, м. вод. ст.
Высота	Ширина
2000	1250	420	10
2500	1250	506	10
2340	2590	2250	10
3000	3210	1700	5

5. Ковши

На реках с наличием большого количества внутриводного льда (шуги ) или наносов, с малыми глубинами и недостаточными расходами в межень целесообразно применение водозаборных ковшей. Ковшевой водозабор – это береговой водозабор совмещенного или раздельного типа, перед которым устраивается искусственный водоем – ковш, располагаемый непосредственно в реке или в береге (см. рис. 4.10, 4.11). Применение ковшей ограничено из-за высокой стоимости строительства и заборе воды больше 5 м³/с. По характеру подвода воды из рек различают ковши:

• верхового питания – с подводом воды по течению, когда река несет большое количество наносов. Данный тип ковша частично или полностью выдвинутый в русло реки, как средство защиты водозабора от шуги и взвешенных наносов не рекомендуется;

• двойного питания – с подводом воды по и против течения, применяется, когда река несет большое количество наносов и шуги. Такие ковши устраиваются для повышения бесперебойности работы водозабора, но им следует предпочитать забор воды из различных мест русла и источников, подвод теплой воды в ковш и т. д.;

• низового питания – с подводом воды против течения, применяются для борьбы с шугой, чтобы шуга, которая идет вверху, протекала мимо.

Расчет водоприемного ковша производится в следующей последовательности:

1. Обосновывается необходимость ковша и намечается его тип в зависимости от характеристики реки (ширина, судоходность и т. п.) и берегов.

Типы и область применения водоприемных ковшей

Таблица 5.15

Тип ковша	Схема устройства		Применение
1	2		3
Незатапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутым в реку			На шугозажорных реках, характеризующихся постепенно нарастающими значительными подъемами уровней перед или в период ледостава; на реках и тяжелым весенним ледоходом при относительно небольших подъемах уровня воды в русле; при отсутствии сбросов промышленных стоков ниже места водозабора на участке берега не меньше 10-ти кратной величине выноса внешней грани ковша в русло
Незатапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутым в реку, с заливаемой в половодье верховой шпорой			На реках, не характеризующихся шугозажорным режимом или особо тяжелыми условиями весеннего ледохода, если количество наносов, транспортируемых рекой в половодье, не превышает 0,75 кг/м3
1	2		3
Незатапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутым в реку, с верховой и низовой шпорами			В тех же условиях, но при необходимости сброса промышленных стоков ниже ковша на расстояниях, меньших 8…10-ти кратной величины выноса внешней грани речной дамбы в русло
Затапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутым в русло реки			На реках, не допускающих стеснение русла реки в период паводков и половодий, при недостаточных глубинах у берега в межень и возможности формирования береговых шугозажоров, а также при отсутствии специальных требований к предварительному осветлению воды
Заглубленный в берег с углом отвода 135		На реках с ограниченной интенсивностью шуголедовых явлений, русло которых изогнуты или сложены слабыми и мелкозернистыми грунтами
Частично выдвинутый в русло, частично заглубленный в берег с самопромывающимся входом		При необходимости поддержания у входа в ковш или на подходе к нему глубин, превышающих бытовые, особенно в случаях неглубокого залегания кровли коренных пород
С низовым входом и регуляторами		На сильношугоносных реках, транспортирующих в паводки большое количество мелких взвешанных наносов

2. Определяется площадь поперечного сечения ковша по формуле:

F_К = 1,3Q/V_К, м², (65)

где Q – полезная производительность водозабора, м³/с;

V_К – скорость движения воды в ковше, обеспечивающая всплытие шуги, принимается по таблице 17 в зависимости от скорости движения воды в реке;

1,3 – коэффициент, учитывающий завихрения при входе в ковш.

Средняя скорость движения воды в ковше

Таблица 5.16

Скорость в реке, VР , м/с	0,6	0,8	1,0	1,25	1,5
Скорость в ковше, VК , м/с	0,146	0,115	0,09	0,082	0,05

Указанные скорости могут быть увеличены на 25 – 50 %, если к водоприемному ковшу будет подведена теплая отработанная вода.

3. Определяется ширина рабочего ковша по дну:

В_К = F_K/H_K – m  (2h_H + H_K ), м, (66 )

где m – коэффициент заложения откоса дамбы, рассчитывается как m = b/ H_K;

b – заложение откоса дамбы, м;

Н_К – необходимая глубина ковша, м, рассчитывается по формуле:

Н_К = Н_О + 1,33h_Л + 0,3 + h_П , м, (67)

где Н_О – высота входных око водозаборного сооружения, м;

1,33 – коэффициент учитывающий увеличение толщины льда в ковше по сравнению с толщиной льда в реке;

h_Л – расчетная толщина ледяного покрова в русле реки, м;

0,3 – заглубление верхней поверхности водоприемного отверстия под нижнюю кромку льда, м;

h_П – высота от низа водоприемного отверстия до дна ковша, назначаемая в зависимости от высоты слоя отложений наносов, принимается в пределах 0,4 – 1,0 м;

h_H – высота слоя отложений наноса, рассчитывается в пункте 5.1.2. по формуле 6.

Величина В_К при этом принимается не меньше ширины ( 5 – 8 м)необходимой для прохода земснаряда, применяемого при очистке ковша от наносов. Ширина ковша по верху определяется исходя из его трапециидального сечения и ширины по низу В_К.

4. Определяется расчетная длина ковша:

(68)

где Q_В – расход воды забираемой из ковша, м³/с;

_Г – гидравлическая крупность наиболее мелких скоплений кристаллов шуги, равная 0,015 - 0,02 м/с;

b – начальная ширина транзитной струи в ковше, равная:

b = Q_B/( HV_B), м, (69)

где H – необходимая глубина ковша, рассчитываемая по формуле 44, м V_B – скорость входа воды в ковш, равная:

• при режиме деления 0,9V_P, т. е. когда отбор воды из ковша относительно большой (по сравнению с расходом воды в реке ). При этом в сечении ниже отбора воды в реке образуются меньшие глубины и скорости течения. Поэтому вода поступает со скоростями , равными или большими, чем скорость воды в реке. Таким образом, при режиме деления отбор воды оказывает существенное влияние на речной поток;

• при режиме водообмена 0,6V_P, т. е. при отборе из реки относительно малых количеств воды, которые не оказывают влияния на режим реки.

где V_P – скорость движения воды в реке, м/с.

5. Полная длина водоприемного ковша:

l = l_P + l_В + l_Ш, м, (70)

где l_P – расчетная длина ковша,м;

l_B – длина входной части ковша, охватываемой водоворотом на входе, принимается равной ( 1 – 1,5 )В_К, где В_К рассчитывается по формуле 66;

l_Ш – длина участка ковша, на котором происходит интенсивное всплытие шуги, принимается равной:

5-10 м. – для ковша с низовым входом, выдвинутым в русло реки и не имеющего низовых дамб;

15-20 м. – для ковша, заглубленного в берег;

20-35 м. – для ковша с верховым входом, полностью или частично выдвинутым в русло реки.

При выборе отметок гребня руководствуются следующим:

• отметки гребня ограждающих незаливаемых дамб ковша принимают от 0,5 – 1 м. выше отметки ВГВ в реке;

• отметки гребня верховых заливаемых дамб ковша принимают равными отметкам уровней шугохода, имеющих обеспеченность 25%;

• отметки гребня низовых дамб ковша всегда назначают выше, чем отметки гребня верховых заливаемых дамб;

• речные заливаемые дамбы ковша, устраиваемые на реках с относительно низкими горизонтами весеннего ледохода, могут иметь отметки гребня равными отметкам расчетных максимальных горизонтов ледохода.

Ширину гребня дамб ковшей принимают в пределах 4 – 5 м. Ширину берм принимают 1,5 – 2 м., если последние не предназначены для прохода автомашин и экскаваторов.