Береговые водозаборные сооружения на реках

Водозаборные сооружения берегового типа состоят из водо­приемника и примыкающего к нему участка русла реки с прорезью в берегу, или ковша. Эти сооружения применяют во всех случаях при наличии устойчивого, не размываемого русла; достаточно кру­тых берегов; глубин у берега, необходимых для размещения водо­приемных отверстий сооружения; незатопляемой поймы; надеж­ных грунтов основания. Для насосных станций малой и средней подачи оборудованных горизонтальными насосами, обладающи­ми положительной высотой всасывания, и амплитудах колебаний уровней воды в реке, не превышающих 8…10 м, обычно устраива­ют водоприемник — береговой колодец раздельно от здания стан­ции (рис 2 2). При использовании вертикальных насосов (осевых и центробежных) и горизонтальных с отрицательной высотой вса­сывания больших колебаниях уровней воды в реке целесообразно совмещение водоприемника со зданием станции — совмещенная компоновка (рис. 2.3). В последнем случае уменьшается длина всасывающих труб, повышается надежность работы сооружения. Водоприемник размещают по отношению к руслу так, чтобы с од­ной стороны прорезь в берегу реки была наименьшего размера, а с другой стороны стеснение сооружением живого сечения русла реки не превышало 10…15 % при любых уровнях воды.
Вода из реки в береговой колодец поступает через водоприем­ные отверстия, устраиваемые в передней стенке колодца, кото­рую в плане ориентируют параллельно берегу. Устраивают обычно несколько рядов (ярусов) отверстий по высоте, чтобы заби-оать наиболее чистую воду из различных слоев потока. Так, в паводок лучше открывать верхние отверстия. Одноярусное распо­ложение водоприемных отвер­стий возможно при заборе воды из относительно чистых рек с малой амплитудой колебаний уровней воды в них, когда конструктивно невозможно разместить по высоте два ряда отвер­стий. Водоприемные отверстия оборудуют: грубыми сороудер-живающими решетками; ремонтными затворами — стандартны­ми укороченными задвижками или дисковыми затворами, плос­кими гидротехническими затворами; рыбозащитными устрой­ствами.

Рис. 2.2. Водозаборное сооружение берегового раздельного типа:
1 — береговой колодец; 2— всасывающая тру­ба насоса; 3 — ремонтный дроссельный затвор; 4 —пороги; 5—водоприемные отверстия; 6 — пазы для решеток и ремонтных затворов; 7 — колонка управления дроссельным затвором

Рис. 2.3. Водозаборное сооружение берегового совмещенного типа:
1— водоприемное отверстие; 2 ~ пазы для сороудерживающих решеток и ремонтных затворов; .?— козловой кран; 4— всасывающая труба насоса

При компоновке берегового колодца учитывают следующие ре­комендации (см. рис. 2.2).
1. Береговой колодец выполняют из монолитного железобетона, прямоугольным или круглым в плане в зависимости от способа его возведения.

2. Для обеспечения бесперебойности водоподачи насосами, пе­риодической очистки и ремонта без прекращения подачи воды бе­реговой колодец разделяют перегородками на секции (водоприем­ные камеры), число которых принимают равным числу всасываю­щих труб насосов; при малой подаче (0,1..0.2 м3/с) одного насоса в
одной водоприемной камере размещают две и более всасывающих труб, расстояние между которыми принимают не менее (З…4)Dвх, чтобы исключить влияние насосов друг на’ друга (Dвх— диаметр входного отверстия всасывающей трубы).

3. Для сбора выпадающих наносов в каждой секции (камере) у передней стенки устраивают приямок глубиной не менее 0,5 м, из которого наносы удаляют специальными насосами, обычно водо­струйными.

4. В каждой секции берегового колодца насосной станции водоснабжения предусматривают установку мелкоячеистых сеток — плоских съемных или вращающихся.

5. Вертикальную всасывающую трубу размещают у задней стенки камеры, диаметр входного отверстия всасывающей трубы Dвх оп­ределяют по допустимым скоростям Vвх = 0,8… 1 м/с, для малых (до 0,1 м3/с) подач насоса Vвх = 0,6…0,8 м/с.

6. Ширину   водоприемной   камеры   (секции)   принимают (2…2,5)Dвх, но не более 3Dвх при расположении в ней одной верти­кальной всасывающей трубы. Ширина водоприемной камеры при совмещенной компоновке берегового колодца и здания станции определяется расстоянием в осях между насосами (входными пат­
рубками насосов). Для насосных станций блочного типа с вертикальными осевыми, диагональными или центробежными насосамиширина камеры должна быть не меньше ширины подводящей тру­бы насоса [9]. Ширину камеры не следует делать менее 1 м по конст­руктивным соображениям.

7. Длину водоприемной камеры определяют из условия создания в ней необходимого объема воды W= (15…20)0, где Q— расчетная подача насоса, м3/с. Согласно этому условию длина камеры, м,

где b кам и h кам — ширина камеры и глубина воды в ней при минимальном уровне, м. Длина камеры должна быть достаточной для проведения осмот­ров, ремонтов.8.Заглубление входного отверстия вертикальной всасывающей трубы  под минимальный уровень воды в  камере принимают (1… 1 ,S)Dвх, но не менее 0,5 м; расстояние входного отверстия от дна камеры —(0,8..1)Dвх. Определение заглубления входного отвер­стия подводящей трубы (входное отверстие вертикально) осевого, диагонального, центробежного насосов см. гл. 3, раздел 3.3.9.Площадь водоприемного отверстия секции (камеры), устраи­ваемого в передней стенке берегового колодца, м2,

где К— коэффициент, учитывающий стеснение отверстий стержнями решетки, К = (а + с)/а (а — расстояние между стержнями в свету; с — толщина стержня); Qp— расчетный расход одной секции водоприемника, м3/с; vmB— допустимая скорость в водоприемном отверстии, м/с, которую без учета требований рыбоохраны прини­мают 0,2…0,6 м/с.

10,Форма водоприемного отверстия может быть круглой, квад­ратной, прямоугольной, от этого зависит высота отверстия. Круг­лую форму целесообразно принимать, если в качестве ремонтных затворов предполагается использовать стандартные укороченные задвижки или дисковые поворотные затворы, которые устанавлива­ют в водоприемной камере. Задвижками управляют при помощи
специальных  колонок,   установленных  на  верху  колодца  (см. рис. 2.2). Ширину водоприемного отверстия согласовывают с ши­риной водоприемной камеры (секции) и размерами ремонтных зат­воров, устанавливаемых в камере.

11,При достаточно большой амплитуде АН колебаний уровнейводы в реке устраивают два ряда водоприемных отверстий. Верхнееотверстие работает при высоких уровнях воды, когда в нижних сло­ях потока может быть большое количество крупных наносов. При малой амплитуде колебаний уровней воды делают лишь нижнийряд отверстий. Водоприемные отверстия оборудуют сороудержива-
ющими решетками, рыбозащитными устройствами, ремонтными затворами. Сороудерживающие решетки устанавливают для меха­нической очистки воды от крупного мусора.

12,Необходимая минимальная глубина реки в месте расположе­ния водоприемных отверстий равна сумме высоты порога hп, высо­ты отверстия Аотв, минимального заглубления верхней кромки от­верстия под уровень воды hотв. Для борьбы с донными наносами вы­соту порога принимают не менее 0,5 м, а заглубление — не менее 0,4 м, чтобы предупредить попадание сора с поверхности в отвер­
стие. При наличии ледяного покрова глубину реки в створе водоприемных отверстий определяют как сумму высоты порога hп, высоты отверстия hотв, расстояния Hзаг от верха отверстия до нижней кромки льда (принимают не менее 0,2 м), высоты погруженной в воду части льда hл, то есть hр = hп + hотв + hзаг + hл; йл можно принять около 0,9 толщины льда. При тяжелых условиях забора воды и пода­чах насосных станций до 25 м3/с береговые водозаборы можно со­оружать в ковшах [9].
13. Верх берегового колодца должен возвышаться над макси­мальным уровнем воды с учетом высоты волны, навала льда, но не менее чем на 0,6…0,8″ м. Для предупреждения подмыва колодца глубину заложения подошвы сооружения назначают на 2 м ниже возможного уровня размыва, при слабых грунтах основания по пе­риметру подошвы фундамента устраивают шпунтовое ограждение. Дно реки у водозабора укрепляют каменной наброской, железобе-тоными плитами.