Водозаборные сооружения из поверхностных источников 2 страница

При подогреве стержней до +0,05°С шуга не прилипает к стержням. С учетом возможного переохлаждения воды до температур —0,02...—0,08°С нагрев поверхности стержней ре­шетки должен осуществляться на 0,07...0,13°С. Редко применяют нагрев воды до положительных температур и плавление шугольда из-за больших расходов энергии. Обмерзание стержней будет меньшим при меньшей скорости втекания воды. Обмерзание зна­чительно снижается при использовании стержней, покрытых ре­зиной, пластмассой или битумом.

Для установки решеток в отверстиях водоприемников наи­более часто используют направляющие из швеллеров. Во из­бежание перекоса опускаемой решетки и ее заклинивания между направляющими необходимо применять решетки, ширина кото­рых меньше их высоты. Это условие не требуется выполнять при установке решетки в углублениях (в так называемых «четвер­тях»), сделанных у отверстия в стене затопленного водоприем­ника.

Промыв сороудерживающих решеток водоприемников может быть осуществлен обратным током воды и вдлновыми импуль­сами (импульсный промыв). Для промыва обратным током жела­тельно подать увеличенный на 25...50 % (по сравнению с забира­емым) расход воды. Для этого в водозаборе по рис. 2.3, а включают резервный насос (к двум работающим) и открывают перепускную задвижку в береговом колодце; затем закрывают задвижку на промываемом самотечном водоводе и открывают задвижку в насосной на водоводе 10. При трех работающих насосах (суммарная подача 1,5 Q_B) возможно подать на промыв 0,8Q_B, сократив подачу потребителю до 0,7Q_B. При расходе воды I,5Q_в, во втором водоводе (промыв водоводов прямым током воды) потери напора в нем возрастут в 9 раз и в межень такой режим неосуществим. Кратковременно можно подать на промыв 0.6Q_в, а потребителю — 0,4Qп(учитывая малую продолжитель­ность промыва решеток).

На рис. 2.3, а приведен вариант с подачей воды на промыв и от камеры переключений по водоводу 11.

Промыв волновыми импульсами, или импульсный промыв, не требует расхода воды из напорных коммуникаций и по дей­ствующей секции водозабора по рис. 2.3, а может быть забран расход воды, близкий к Qв.

Рис. 2.9. Оборудование водозаборных сооружений устройст-нами для импульсного промыва-

/ — водоприемник; 2 — самотечный водовод; 3 — вакуум-стояк, 4 — подвод воды для промыва обратным током воды; 5 — труба к вакуум-насосу; 6 — клапан для впуска воздуха в вакуум-стояк

Для импульсного промыва в береговом сооружении водоза­бора располагают вакуум-стояки диаметром D, присоединенные к самотечным водоводам перед задвижками (рис. 2.9). В верхней части стояков к заглушке присоединяют задвижку диаметром d и клапан для впуска воздуха. Воздух из стояка откачивается вакуум-насосом, и уровень воды в стояке поднимается на высоту Z₁=p_вак/γ. Закрывают задвижку на самотечном водоводе и открывают клапан; воздух поступает в стояк, а уровень воды в нем быстро снижается. Скорость течения воды в стояке и водоводе возрастает от нуля до Vmax. Уровень воды останавли­вается на высоте Z₂ ниже нуля, а затем вода течет обратно в сто­як и останавливается на высоте Zз, завершая первый период колебательного движения жидкости продолжительностью Т.

Происходит еще несколько затухающих движений жидкости. Вследствие гидравлического трения z₃ < z₂ < z₁.

Наибольшее воздействие вытекающей жидкости на сор про­исходит в середине первого полупериода колебания жидкости при максимальной скорости ее течения. Волновой импульс воз­действует на всю решетку независимо от степени ее засорейия, а оторванный сор уносится течением реки. Импутьсный промыв характеризуется малой продолжительностью подготовительных операций и незначительной стоимостью оборудования.

Диаметр стояка D рекомендуется назначать равным диа­метру самотечного водовода или несколько большим, а диаметр клапана для впуска воздуха — равным (0,08...0,17) D. К вакуум-стояку может быть присоединен водовод для промыва обратным током воды. Стояк можно расположить и вне сеточного поме­щения водозабора, например при его реконструкции.

Целесообразно оборудовать водозабор коммуникациями для промыва обратным током воды и устройствами для импульсного промыва. Для автоматической сигнализации о необходимости промыва применяют дифференциальный манометр с передачей импульса о перепаде уровней воды до и после решетки.

Технические мероприятия по защите от обмерзания решеток: забор воды с малыми скоростями втекания, покрытие решеток гидрофобными обмазками, резиной, обогрев решеток (с поступ­лением шуги в водоприемник и в береговые сооружения, обо­рудованные вращающимися сетками), козырьки и плавучие за­пани у водоприемника, воздушно-пузырьковые завесы, фильтрую­щие водоприемники, сброс теплой воды в реку у водоприем­ника.

Сетки водоочистные служат для задержания мелкого со­ра, прошедшего через решетки. Плоские съемные сетки приме­няют при малой производительности водозаборных сооружений (до 1 м³/с).

Сетка состоит из металлической рамы, изготовленной из уголковой стали, к которой крепится сеточное полотно. Рабочее полотно сетки с ячейками размером от 2×2 до 5×5 мм от выпу­чивания поддерживается полотном сетки с ячейками 20×20 мм и более. Рабочее полотно сетки выполняют из тонкой стальной нержавеющей проволоки или другого коррозионностойкого мате­риала (бронза, латунь), а поддерживающее — из стальной оцинкованной проволоки d=3 мм.

В табл. П1 2 приведены размеры и масса плоских съем­ных сеток.

Для промыва сетки поднимают из воды, устанавливают в ванну с экраном и промывают вручную струей воды из бранд­спойта. Перед подъемом рабочей сетки на промыв должна устанавливаться запасная сетка.

Недостатком плоских сеток является сложность механизации промыва. Для того чтобы в половодье не требовалась частая промывка, целесообразно применить сетку большей высоте,
а при небольших амплитудах колебания уровней в реке - даже иа всю высоту сеточного помещения.

Вращающиеся ленточные сетки применяют для процежи­вания воды при производительности водозаборных сооружений более 1 м³/с при средних, тяжелых и очень тяжелых природных условиях забора воды из водоисточника.

Вращающиеся сетки состоят из отдельных секций (рамок высотой около 600 мм с сеточным полотном), соединенных шарнирно между собой и закрепленных на двух замкнутых транс­портерных роликовтулочных цепях. Во избежание протекания неочищенной воды через зазоры между секциями предусматри­вают гибкое межсекционное уплотнение или козырек, который обеспечивает зазор с осью секции не более 3 мм. Транспортерные цепи навешены иа две шестерни иа грузовом валу, который приводится во вращение электродвигателем через редуктор (рис. 2.10).

Преимущество вращающихся сеток в том, что подъем сеток и промыв их механизированы, а включение их на промыв легко автоматизировать. Предусматривается сначала подача воды на промыв и лишь затем по сигналу от датчика давления на про­мывной трубе сетка приводится в движение.

Струями воды из промывного устройства смывают с сеточ­ного полотна сор, который вместе с промывной водой попадает в грязевой желоб. Вращающиеся круглые щетки позволяют по­высить эффективность промыва сеточного полотна от сора. Воду для промыва подают под давлением 0,3...0,4 МПа, расход про­мывной воды 15...20 л/с. Скорость движения сетки принимается в зависимости от засоренности воды и составляет 4...10 см/с.

Качество очистки воды от сора и загрязнений, а также и компоновка сеточного помещения в значительной степени определяются схемой подвода неочищенной воды к сетке и от­вода от нее процеженной. По способу подвода к сеткам нео­чищенной и отвода от них чистой воды различают сетки с лобовым подводом воды (рис. 2.11, а) (подвод воды осущест­вляется по нормали к поверхности сеток, а процеживание — через два сеточных полотна); с внешним подводом (рис. 2.11, б); с внутренним подводом (рис. 2.11, в); с лобово-внешним подво­дом. Схема сетки с лобово-внешним подводом приведена на рис. 2.11, г. д. К сетке с лобово-внешним подводом вода при­текает так же, как к сетке с лобовым подводом, но некоторое количество воды протекает под нижней частью сетки и поступает на процеживание через второе полотнище с внешней стороны. Отвод процеженной воды — изнутри сетки.

Сеткам с внутренним подводом воды свойственны такие недо­статки: 1) внутри сетки накапливается сор, и его удаление иевозможно без разборки сетки; 2) к засоренной поверхности сеточ­ного полотна нет доступа; 3) затруднен доступ к расположен­ному внутри сетки желобу, отводящему промывную воду с сором; 4) неудовлетворительная структура течений воды в сеточном по­мещении; 5) большая площадь сеточного помещения в плане (на 30…40% больше помещения для сеток с лобовым под­водом); 6) неравномерность засорения сеточных полотен по ши­рине. Недостатки, изложенные в п. 3...6, свойственны также сет­кам с внешним подводом воды.

Рис. 2 11. Вращающиеся сетки с подводом воды:

а — лобовым; б — внешним, в — внутренним, г — лобово-внешним; г — разрез;
д — план

Недостатки сеток с лобовым подводом воды: 1) задержание сора происходит только на первом по течению воды полотне; 2) при неудовлетворительном промыве возможен перенос сора и загрязнений в процеженную воду. Устранение последнего недо­статка обеспечивается установкой двух промывных устройств на восходящем и нисходящем сеточных полотнах. Простота ком­поновки сеточного помещения, благоприятная гидравлическая структура потока воды и малая площадь в плане сеточного помещения компенсируют первый недостаток сеток с лобовым подводом и обусловливают частое их применение. Часть секций делают ковшеобразной формы для удаления из сеточного поме­щения скоплений шугольда, прошедших через решетки.

Вращающиеся ленточные сетки разделяют на каркасные и бескаркасные. Каркасные сетки характеризуются большей мас­сой и большей стоимостью. Бескаркасные сетки имеют более простую конструкцию, характеризуются простотой монтажа, меньшей массой (на 30...40 % легче каркасных), меньшей стои­мостью, поэтому их применение более предпочтительно. Для передвижения сетки на стенах сеточного помещения закреп­ляют направляющие из уголков, между которыми передви­гаются ролики секций транспортерной цепи. В нижней части направляющие делают изогнутыми (полукруглой формы). В табл. П1.3 приведены характеристики и размеры наиболее употребительных вращающихся сеток.

• Насосы для водозаборных сооружений наиболее часто применяют центробежные с приводом от электродвигателей. Для малой производительности (до 0,2 м³/с) применяют насосы марки К, при большей производительности марки Д. При исполь­зовании насосов с вертикальным валом удается расположить насосное оборудование более компактно. Такой же эффект дости­гается при применении насосов для артезианских скважин и пропеллерных насосов. Более подробные сведения приведены в гл. 13.

• Подъемно-транспортное оборудование служит для монта­жа оборудования, трубопроводов, а также при ремонтных ра­ботах.

При массе поднимаемого груза до 5 т предусматривают ручную таль, перемещающуюся с помощью «кошки» по моно­рельсу, или подвесно-однобалочный кран; при массе груза более 5т- мостовой ручной кран. Электрическое крановое оборудование применяют при подъеме груза на высоту более 6 м или при длине кранового пути более 18 м.

В помещениях с крановым оборудованием предусматривают монтажную площадку. Оборудование на монтажную площадку следует доставлять такелажными средствами или талью на моно­рельсе.

Грузоподъемность кранового оборудования определяют, ис­ходя из максимальной массы перемещаемого оборудования; при отсутствии требований заводов-изготовителей к транспортиро­ванию оборудования только в собранном виде грузоподъем­ность крана определяют по наибольшей массе части оборудо­вания.

Тали выпускают подвесные с червячным или шестеренным механизмом подъема, передвижные ручные (без механизма и с механизмом передвижения) и электрические (с ручным и элек­трическим механизмом передвижения). Изготовляют ручные тали грузоподъемностью до 12,5 т при высоте подъема 3...12 м и элек­трические тали грузоподъемностью до 10 т при высоте подъема 6...36 м.

Из подвесных талей предпочтение следует отдавать чер­вячным талям, так как они имеют более простую и надежную конструкцию, а также дешевле шестеренных.

Электрические тали представляют собой самоходную тележ­ку, передвигающуюся по подвесному монорельсу из двутавра. К тележке снизу крепится канатный барабан с редуктором, электродвигателем и тормозным устройством. Управляют талью с пола подвесным переключателем. Высота подъема талей сос­тавляет разность отметок наивысшего положения крюка и пола сооружения. В грузоподъемность тали входят масса груза и масса устройств для стропоаки.

Кошки предназначены для подвешивания тали и перемеще­ния груза по подвесному пути (монорельсу) из двутавра. Кошка грузоподъемностью 1 т движется по двутаврам № 16, 18 и 20 (при радиусе закругления пути не менее 1,5 м); расстояние от низа двутавра до грузовой траверсы составляет 80 мм. Масса подъемного механизма, подвешиваемого к кошке, в ее грузо­подъемность не входит.

Краны подвесные однобалочные наиболее употребительны в водопроводных сооружениях, так как для них не требуются подкрановые пути, что упрощает строительную часть сооруже­ний. Кран подвесной однобалочный представляет собой отрезок двутавра, подвешенный к двум кареткам, каждая из которых передвигается по подвесному крановому пути из двутавра (под­вешенному к балкам перекрытия). По балке (двутавру), на кото­рой находятся каретки и механизм перемещения крана, движется ручная или электрическая таль для подъема груза.

Краны подвесные ручные выпускают грузоподъемностью 0,5...5 т, длиной 3,6...11,4, высотой подъема груза 3...12 м; элек­трические — грузоподъемностью 1...5 т, длиной 3,6...18 м, высо­той подъема груза 6...36 м, при скорости его подъема 0,13 м/с, скорости передвижения тали 0,33 м/с и передвижения крана 0,5 м/с.

Краны мостовые (ручные и электрические) в зависимости от грузоподъемности и пролета изготовляют однобалочные и двухбалочные Подкрановые пути укладывают на консоли колонн или пилястры стен. Краны мостовые ручные изготовляют грузо­подъемностью 3,2; 5 и 8 т, пролетом 4,5; 7,5; 10,5; 13,5; 16,5 м (допускается изготовление кранов с увеличенными на 0,5 м про­летами для подъема грузов на высоту до 12 м). Краны элек­трические выпускают однокрюковые грузоподъемностью 5 и 10 т, пролетом 11...32 м; кроме того, выпускают краны с двумя крю­ками.

Краны мостовые радиальные (поворачивающиеся вокруг центральной опоры) предназначены для установки их в насосных станциях круглой формы в плане.

Краны мостовые радиальные грузоподъемностью 5 и 8 т с ручным приводом состоят из двутавровой балки, по которой передвигается таль. Балка с одной стороны заканчивается цап­фой с радиально-сферическим подшипником, воспринимающим вертикальную нагрузку от груза и крана и передающим ее на центральную опору; с другой — несущая балка соединена с торцовой балкой (изогнутой в плане), которая оборудована колесами (приводным и холостым), передвигающимися по кру­говому рельсу. Торцовая балка с несущей соединена подкосами. На одном подкосе расположен приводной механизм (ручной) передвижения крана. Вращение приводного колеса осуществля­ется тяговой цепью через звездочку, трансмиссию и'пару шесте­рен, одна из которых выполнена вместе с ходовым колесом. Кран грузоподъемностью 10 т с электроприводом и талью марки ТЭ-10 имеет аналогичную конструкцию. Радиальные кра­ны изготовляют по индивидуальному заказу, а тали кранов вы­пускают серийно.

Задвижки подразделяют на параллельные и клицовые, с выдвижным или невыдвижным шпинделем, с ручным или элек­трическим приводом. В табл. П2.1 приведены характеристики некоторых видов задвижек.

Задвижки параллельные с выдвижным шпинделем и ручным приводом (ЗОч6бр) применяют на трубопроводах для воды и па­ра t≤225 °С, р_у= 1 МПа; задвижки монтируют на трубопро­воде в любом положении, кроме положения «маховиком вниз».

Задвижки параллельные с невыдвижным шпинделем и руч­ным приводом (30ч15бр — без редуктора, 30ч515бр — с редукто­ром) применяют на трубопроводах для воды и пара t≤100 °С, р_ь = 1 МПа. Задвижки устанавливают на трубопро­воде в любом положении.

Задвижки клиновые с укороченной строительной длиной (с укороченным корпусом) с электроприводом 30ч925бр приме­няют на трубопроводах для воды t≤100°С, р_у = 1 МПа.

Задвижки устанавливают на горизонтальном трубопроводе электроприводом вверх; допускается установка горизонтально в положениях «иа ребро» и «плашмя».

Затворы дисковые поворотные с ручным и электриче­ским приводом примеряют на трубопроводах для воды t≤80°С, р_у = 0,25 МПа.

Клапаны обратные поворотные используют для того, чтобы после выключения насоса через него не происходило движение воды в обратном направлении. Обратный клапан устанавливают на напорном водоводе между насосом и запорной арматурой, а также на напорных водоводах около насосных станций для защиты их от затопления при нарушении герметичности ком­муникаций в насосной станции.

В настоящее время промышленностью выпускаются клапаны обратные поворотные, так называемые безударные. Монтируют клапан на горизонтальном трубопроводе с горизонтальным расположением оси диска, на вертикальном — с подачей воды под диск. Клапаны диаметром 50...600 мм присоединяют к трубе с ответными фланцами, стягиваемыми шпильками. Клапаны диа­метром 800...1000 мм фланцевые с противовесом устанавливают только на горизонтальном трубопроводе. Характеристики клапа­нов D_y=50...1000 мм приведены в табл. П3.2.

Клапаны предохранительные, применяемые на напорных водоводах, включают клапаны пружинные н рычажные (для защиты от повышенного давления), диафрагмы предохранитель­ные, гасители гидравлического удара, клапаны для впуска и защемления воздуха (для предотвращения вакуума и смягчения гидравлического удара), клапаны для впуска и выпуска воз­духа.

Клапаны приемные обратные устанавливают на всасыва­ющей трубе насоса для заполнения трубы н насоса водой перед пуском, а также для предохранения насоса от попадания в него крупного сора. Выпускают чугунные обратные приемные кла­паны с сеткой для воды t≤50°С, р_у = 0,25 МПа н D_y = 50...400 мм (16ч42р). Недостатки клапанов: большое гидравлическое сопротивление, сложность их очистки прн эксплуатации. Послед­нее обстоятельство не позволяет применять эти клапаны на водозаборах I и II категорий, а для водозаборов III категории ограничивает их применение диаметром 200 мм.

2.6. Водоприемники

Водоприемник — это сооружение, входящее в комплекс во­дозаборных сооружений и предназначенное для непосредственно­го приема воды из источника водоснабжения.

Водоприемники классифицируют: по способу приема воды — открытые поверхностные, глубинные, донные, фильтрующие, инфильтрационные и комбинированные; по месту расположения — береговые и русловые; по конструктивным особенностям — ряжевые, свайные, трубчатые, бетонные, железобетонные, бетон­ные в металлическом кожухе, с вихревыми камерами и т.д.; по расположению водоприемника относительно минимального и максимального уровней воды — затопленные, затопляемые и незатопляемые, по расположению водоприемных отверстий и нап­равлению втекания в них воды — с горизонтальными, вер­тикальными или наклонными отверстиями, с лобовым, боковым, низовым, а также с односторонним, двусторонним и круговым втеканием воды.

Русловые затопленные водоприемники (удаленные от бере­га) характеризуются тем, что их водоприемные отверстия прак­тически недоступны для обслуживания в отдельные периоды года (ледоход, шугоход, шторм и др.) и труднодоступны в осталь­ное время Несмотря на их меньшую надежность, затопленные водоприемники находят широкое применение в практике водо­снабжения, а необходимую бесперебойность приема воды обес­печивают за счет применения дополнительных мер.

Водоприемники незатопляемые с водоприемными отверстия­ми, всегда доступными для обслуживания, в большей степени могут обеспечить бесперебойность водоснабжения, но стои­мость их существенно превышает стоимость затопленных. Осо­бенно высокой стоимостью и сложностью строительства харак­теризуются русловые незатопляемые водоприемники, так как вследствие расположения их в русле реки они должны обла­дать достаточной прочностью и устойчивостью, чтобы выдер­жать статическое и динамическое давление льда; этим объясня­ется достаточно редкое их использование. Гораздо чаще незатоп­ляемые водоприемники применяют в береговых водозаборах раз­дельной или совмещенной компоновки (см. рис. 2.3, б и рис. 2.5).

Затопляемые водоприемники могут располагаться у берега или в русле реки. Практика эксплуатации таких водоприемников показывает, что по своей надежности они приближаются к незатопляемым, так как лишь в отдельные непродолжительные периоды года (половодье, паводки) их водоприемные отверстия недоступны для обслуживания. Следует также учитывать, что в эти периоды осложнений с забором воды вследствие обмерзания сороудерживающих решеток не бывает. В СНиПе затопляемые водоприемники не рассматриваются, поэтому в табл. 2.4 водо­заборные сооружения с такими водоприемниками не упомянуты.

Различно ориентированные отверстия по-разному засоряют­ся водорослями, сором, поверхностной и глубинной шугой, неодинаково непоступление в отверстия донных наносов; по-разному происходит и промыв сороудерживающих решеток в водоприемных отверстиях. Эффективность функционирования водоприемных отверстий зависит от расположения их относительно уровня воды и направления течения воды в водоис­точнике, от скорости втекания воды в отверстие.

Горизонтальные отверстия могут располагаться на некоторой высоте над дном с втеканием воды в отверстие сверху вниз или снизу вверх, а при расположении отверстий у дна — только сверху вниз. В водоприемниках с горизонтальным расположе­нием отверстий при втекании воды сверху вниз труднее удаляется сор с решеток, возможно образование водоворотов с воронками над отверстием, вследствие чего в водоприемник будет поступать вода с сором из поверхностного слоя. При втекании воды снизу вверх вода поступает в основном из придонного слоя; задер­жанный на решетках сор легко удаляется при промыве, иногда достаточно для очистки решеток кратковременно приостановить забор воды. Донный прием воды (втекание воды сверху вниз в горизонтальные отверстия, расположенные на одном уровне с дном или с незначительным возвышением над дном) приме­няют вынужденно при очень малых глубинах воды в водоис­точнике.

Водоприемники с отверстиями в вертикальной плоскости различаются по направлению втекания воды относительно на­правления течения воды в реке: с лобовым, низовым и боковым втеканием (приемом) воды. Лобовой прием воды применяют крайне редко из-за быстрого засорения сором, шугой и трудности промыва таких отверстий. Низовой прием воды с непромываемым порогом нежелателен вследствие отложения донных наносов у водоприемника и последующего их поступления в водоприемник. При низовом приеме воды в отверстия с промываемым порогом обеспечиваются благоприятные условия для транзитного движе­ния по руслу шуги и наносов. Но при заборе сколько-нибудь значительных расходов воды сложнее выполняется условие наи­меньшего стеснения живого сечения речного потока, поэтому водоприемники с такими отверстиями применяют лишь при забо­ре относительно небольших расходов воды.

Наиболее часто осуществляют водоприемники с отверстиями в продольных стенках водоприемников, т. е. применяют боковой прием воды. При этом сороудерживающие решетки располага­ются параллельно направлению течения воды в реке, а направ- _t ление втекания воды в отверстие — по нормали к направ­лению течения воды в водоисточнике.

В этом случае при промыве решеток достаточно добиться отрыва и удаления на незначительное расстояние сора от решет­ки — сор будет подхвачен транзитным течением воды в реке.

При определении размеров водоприемника следует учесть, что водоприемник должен иметь обтекаемую форму и в наи­меньшей степени стеснять сечение потока реки, чтобы избежать возможного переформирования русла реки у водозаборных со­оружений.

Водоприемники русловые затопленные применяют при поло­гих берегах, т. е. в тех случаях, когда необходимые для располо­жения водоприемника под уровнем воды глубины находятся на некотором (иногда значительном) расстоянии от уреза воды при минимальном ее уровне. Минимальная глубина воды в реке для размещения водоприемника (рис. 2.12) составит, м:

для летнего периода: Н_л = р + h + k + z, (2.1)

где р — порог водоприемных отверстий (расстояние от дна реки до низа водоприем­ных отверстий не менее 0,5 м); с учетом возможного отложения донных наносов у водоприемника и для уменьшения поступления во­ды из придонных слоев, име­ющих большую мутность, обычно назначают р=0,7... 1,5 м; h — высота водоприем­ного отверстия, м; k — рас­стояние от верха водоприем­ника до водоприемного от­верстия; k = 0,2...0,3 м (зави­сит от конструкции водо­приемника); z — расстояние от верха водоприемника до уровня воды или до ложбины (подошвы) волны при волне­нии (не менее 0,3 м) или до нижней поверхности льда (не менее 0,2 м);

для зимнего периода: H₃=p+h+k+z+δп, (2.2)

где δп — глубина погружения льда под уровень воды;

δ — толщина льда; ρ_л и ρ_в — плотность льда и воды, рав­ные соответственно 0,9 и 1,0 т/м³.

Заглубление водоприемника под дно реки должно быть не менее глубины возможного размыва дна. При назначении вели­чины заглубления водоприемника следует учитывать, что верх самотечного водовода должен быть заглублен под дно реки не менее чем на 0,5 м или должно быть предусмотрено крепление дна в этом месте.

Конструкция затопленного водоприемника определяется мно­гими факторами, главные из которых — расход воды (производи­тельность водозабора), глубина воды (минимальная) в выбран­ном для расположения водоприемника месте и устойчивость рус­ла; геологические и гидротермические (шуголедовые) условия, наличие в речном потоке сора, хвороста, топляков, карчей и т п.; характеристика водохозяйственного использования реки — судоходство, лесосплав и т. д. Конструкцию водоприемника в значительной степени определяет и принятый способ его строи­тельства.

Деревянные ряжевые водоприемники применяют в районах, богатых лесом. Если ряж (сруб) собирают на плаву, отпадает необходимость устройства стапеля для его изготовления и спуска на воду. Зимой упрощаются работы при сборке ряжа на льду непосредственно над местом установки на дно реки на заранее подготовленное в котловане основание. Собранный ряж со встро­енными в него уширениями самотечных водоводов опускают в проектное положение путем загрузки клеток ряжа камнем.

На судоходных и лесосплавных реках ряжевые водоприем­ники часто разрушаются якорями и волокушами. Поэтому на таких реках предпочтение должно быть отдано бетонным водо­приемникам в железобетонном или стальном корпусе, исполь­зуемом как опалубка для подводного бетонирования (рис. 2.12). Корпус изготовляют тонкостенным на берегу на стапеле со встро­енными уширениями самотечных водоводов. После спуска его на катках на воду он в плавучем состоянии (с понтонами для увеличения плавучести или без них) транспортируется к месту установки. Затем его опускают на подготовленное основание путем затопления. Понтоны отсоединяют, и они всплывают после продувки их воздухом, а корпус заполняют бетоном методом подводного бетонирования. Патрубки водоприемника присоеди­няют муфтами к самотечным водоводам.

Засыпку траншей самотечных водоводов и пазух котлована у водоприемника, а также крепление дна, защищающее водо­приемник от подмыва речным потоком, выполняют подводными способами.

Водоприемник, показанный на рис. 2.12, двухсекционный, но он может быть и трехсекционным, а для водозаборов с большим числом самотечных водоводов водоприемник делают из двух частей и более, так как иначе он будет больших раз­меров, сложным для изготовления и опускания. Водоприемник в плане должен быть удобообтекаемой формы, исключающей отрыв струй потока от него, особенно у водоприемных отверстий. В месте отрыва струй образуются вихри и часть водоприемного отверстия выключается из работы.

На рис. 2.13 показан двухсекционный водоприем­ник с двусторонним втека­нием воды, имеющий в плане удобообтекаемую форму, корпус которого выполнен стальным сварным. Самотеч­ные водоводы проходят че­рез водоприемник и заглу­шены с внешней стороны. Заглушки могут быть сняты для очистки самотечных во­доводов. К самотечным водо­водам присоединены верти­кальные стояки, заглушён­ные вверху.

Водоприемные отверстия размером 0,8×1,2 м по четы­ре в каждой секции располо­жены с обеих сторон водо­приемника и соединены со стояками косыми сужающи­мися коробами. Втекание воды в отверстия запроекти­ровано под благоприятным углом отвода 135° (анало­гично расположение и стерж­ней решетки). Форма коро­бов за отверстиями обеспе­чивает плавное движение во­ды с непрерывным увеличением скоростей течения.