книги / Примеры расчета элементов речных водозаборных сооружений

ограниченное меандрирование; д - свободное меандрирование; е - незавершенное меандрирование; ж - пойменная

многорукавность.

Берег в месте размещения водозабора должен быть устой­ чивым. Глубина воды у берега при расчетном горизонте низ­ ких вод (ГНВ) должна быть достаточной. Желательно, чтобы берег был вогнутым, к нему направлены струи наиболее чис­ той воды. Хотя вогнутый берег систематически подмывается, однако его разрушение от размыва можно предупредить противоразмывным укреплением. Затраты на берегоукрепительные работы вполне компенсируются компактностью и малыми раз­ мерами водоприемных сооружений (которые можно осуществить только у вогнутого берега) и небольшими издержками при их эксплуатации.

Речной водозабор не следует размещать у выпуклого бе­ рега, который заносится отложениями. В этом случае водоприемные сооружения пришлось бы строить больших размеров (чтобы достичь достаточной глубины русла), к ним поступа­

быть погребены наносами) и сопровождались бы высокими эксплуатационными затратами.

Места перекатов обладают теми же недостатками, что и выпуклые берега. В местах перекатов через некоторое время могут образовываться плесы, а если на плесе устроить во­ доприемник, то в этом месте может возникнуть перепад [7]. Прямые участки равнинных рек в большинстве случаев также

водозабор рекомендуется размещать на устойчивом главном течении. Его не следует располагать на берегах с тяжелыми геологическими и гидрогеологическими условиями, неблаго­ приятно влияющими на устойчивость русла и сооружений и требующими увеличения глубины заложения фундаментов, что усложняет строительные работы и удорожает стоимость со­ оружений [2] .

Желательно, чтобы вогнутый берег реки имел умеренную кривизну (К>4В, где К - радиус закругления, В - ширина

ководствоваться только чисто гидравлическими соображения­ ми, располагая водозабор в пределах средней трети, а при более интенсивном шуголедовом режиме - третьей четверти длины кривой.

11

в зимний период времени открытую свободную поверхность, способствуют образованию шуги, поэтому водозабор следует располагать выше порожистых мест, быстрин и мостов с ру­ словыми опорами, поскольку эти участки подвержены интен­ сивному подводному льдообразованию.

Не рекомендуется также размещать водоприемные сооруже­ ния водозаборов на участках нижнего бьефа ГЭС, непосред­ ственно прилегающих к гидроузлу.

2.4. Движение наносов

Запрещается устройство водозаборов в зоне жильного движения донных наносов, на подпертых участках реки и в верховьях водохранилища (участки обильного выпадения взвешенных наносов). На устьевых участках рек, впадающих в море, необходимо учитывать движение наносов воды при ветрах.

2.5. Учет интересов других водопользователей реки

Река, как правило, используется не только для целей водоснабжения и водоотведения, но и для других отраслей народного хозяйства и т.п. Поэтому место установки водо­

Запрещается устройство водоприемников водозабора в

12

форма обеспечивали плавное обтекание их потоком, но вызы­ вали стеснения русла и его переформирования.

2.6. Пример выбора места расположения речного водо­ заборного сооружения

Как уже указывалось (см. п.1.3), речное водозаборное сооружение на р. Истре лучше всего располагать ниже впа­ дения притока Рада, но выше впадения притока Яна. На этом участке р. Истра судоходна и является водотоком рыбохо­

вания. Ниже п.г.т. Золино в районе г. Красавино р. Истра

13

Рис. 3. Первый створ р. Истры

Во всех трех створах вода одинакового качества; она характеризуется присутствием небольшого количества шуги,

ствуют сор, дрейсена, водоросли и т.д. в количествах,

14

4 4 .0

мального уровня обеспеченностью 97 %, а максимальный уро­ вень воды в реке ( горизонт высоких вод - ГВВ) - для мак­ симального уровня обеспеченностью 1% (см. табл.11 [11])

Ширина р . Истры по урезу воды В при минимальном уровне

вывод, что первый створ характеризуется значительными глубинами воды у вогнутого берега, и берег подвержен раз­ мыву; второй створ характеризуется большими расстояниями между урезами воды при горизонте низких и высоких вод, а третий створ - малой глубиной русла реки.

15

м&-

Рис. 5. Третий створ р. Истры

3. ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИКИ УСЛОВИЙ ЗАБОРА

ВОДЫ ИЗ РЕКИ

Сравнивая фактические данные о р. Истра (п.п. 1.3 и 2.6) с нормативными (см. табл.12 [11]), можно сделать за­

16

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РЕЧНОГО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

Технологическая схема водозабора должна обеспечивать 1~ю категорию надежности подачи воды в средних условиях

.Определим возможные варианты водозаборного сооружения, способного обеспечить надежный отбор из водоисточника

удаленные от берега, практически недоступные в отдельные периоды года, в количестве нескольких штук, снабженные средствами борьбы с шугой, наносами и имеющие другие за­

периоды года для осмотра ( русловые водозаборы с одним водоприемником ), при выполнении одного из следующих ус­ ловий (см. табл.13 и п . 5.89 [11])

-размещение водоприемников в затопляемом самопромывающемся водоприемном ковше;

-подвод к водоприемным отверстиям теплой воды в ко­ личестве не менее 20 % забираемого расхода и применение специальных наносозащитных устройств;

-обеспечение надежной системы обратной промывки сороудерживающих решеток, рыбозаградительных устройств во­ доприемников и самотечных водоводов.

Для всех вышеперечисленных вариантов необходимо преду­ смотреть секционирование водоприемной части водозаборного сооружения (см. прим.2 к табл.13 [11])

Определим, какой из вариантов водозаборного сооружения можно разместить в каждом из трех створов. Для этого про­ ведем предварительную прикидку по размещению водоприемно­ го окна в каждом из них.

Практика проектирования показывает, что водоприемные окна без особых сложностей удается расположить в тех мес­ тах, где глубина реки не меньше 2-3 м. Следовательно, в первом створе отметка дна реки в месте устройства водо-

приемных окон должна быть ( см. рис.З )

17

-в зимнюю межень обеспеченностью р = 97% для поддер­ жания требуемой глубины 11^=2,0 м под сплошным ледовым по­

кровом толщиной 5 л =0,9 м

Ч2д <, ЧГЛС- 8Д- 2.0 = 135.05 - 0.9 - 2.0 = 132.15л

-в летнюю межень обеспеченностью р = 97% для обеспе­ чения требуемой глубины Н^р = 2,0 м под ложбиной волны вы­ сотой Ъв = 0,8 м.

Ь2др <ЧГНВ- 0.5х / ^ - 2.0 = 133.35 - 0.5 х 0.8 - 2.0 = 130.95

20-30 м, то следует предусматривать устройство водозабора берегового типа. Если же оно больше 30-40 м, то следует проектировать устройство водозабора руслового типа.

Для 1-го створа это расстояние (см. рис.З) составляет 16,25 м. Поэтому в 1-м створе можно предусмотреть устрой­

вариант с первым дополнительным условием), или соорудить дамбы и шпоры для поднятия уровня воды в реке, или углу­ бить дно последней.

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЧНОГО ВОДОЗАБОРНОГО СООРУЖЕНИЯ

РУСЛОВОГО ТИЛД

Рассмотрим подробно водозаборное сооружение руслового типа, которое включает многие элементы, присущие водоза­

18

5.1. Технологическая схема руслового водозабора

Русловой водозабор состоит из затопленного водоприем­ ника (оголовка) и берегового колодца, соединенных между собой самотечными трубами. В береговом колодце размещает­ ся насосная станция 1-го подъема ( водозабор совмещенного типа ) Такая схема позволяет значительно снизить длину всасывающих труб, обеспечить каждый насос своей всасываю­ щей линией, а обслуживание и водоприемной части водоза­ бора, и НС 1-го подъема производить одним и тем же персо­ налом .

Некоторые примеры технологических схем береговых ко­ лодцев речных водозаборов совмещенного типа приведены в

ком) и по самотечным трубам 2 подается в береговой коло­ дец 3. Перегородкой 4 береговой колодец разделен на две части: собственно водозабор 5 (так называемая "мокрая"

8. Каждая из секций водозабора фильтрующей сеткой 9 раз­ делена на две камеры: приемную 10 (аванкамеру) и камеру всасывания 11. При применении вращающейся сетки 9 в водо­ заборной части берегового колодца образуется еще и сеточ­ ная камера 12.

Речная вода через оголовок и по самотечным трубам по­ падает в аванкамеру, а профильтрованная через сетку - в камеру всасывания. Каждая секция водозабора обслуживается двумя насосами 13 с собственными всасывающими трубами 14.

19

й-0

Из реки до камеры всасывания включительно движение во­ ды осуществляется самотеком за счет образующейся разницы уровней воды в реке и камерах (2 р>2а1С>2квс ), затем движе­ ние воды происходит в напорном режиме по всасывающим и напорным трубам, напорному коллектору и водоводам.

Принятая схема подключения насосов НС-1 к водозабору и обвязке их трубами соответствует нормативным требованиям

20