Условия приема воды из водохранилищ. Выбор места расположения водозаборных сооружений.

Для целей водоснабжения могут использоваться или специально построенные водохранилища или водохранилища, используемые одновременно для многих целей.При проектировании и строительстве водоприемных (а также очистных) сооружений на водохранилищах необходимо учитывать изменения, вносимые водохранилищем в естественный гидрологический режим реки, а также влияние его на качество речной воды и на сезонные колебания ее качества, особенно если вода предназначается для питьевых нужд.

При устройстве водоприемных сооружений на крупных водохранилищах должны быть учтены возможные воздействия ветровых волн, явления сгона и нагона воды, береговые течения, ледовые явления, явления переформирования берегов водохранилищ, а также характер отложения наносов в чаше водохранилища. Создание водохранилищ существенно влияет на основные характеристики качества речной воды. Прежде всего значительно снижается количество взвешенных веществ. Таким образом, водохранилище служит громадным первичным отстойником речной воды.

Цветность воды водохранилищ обычно выше цветности воды их реки в естественном состоянии, поскольку заполнение водохранилищ происходит преимущественно паводковой водой, обладающей повышенной цветностью. Большие водохранилища обычно оказываются менее засоренными сапрофитными бактериями, а также кишечной палочкой. Образование водохранилищ часто способствует интенсивному развитию водорослей.При строительстве водохранилищ предусматриваются мероприятия по борьбе с их заилением, а также эрозией почв в береговой зоне.

На крупных водохранилищах производятся большие работы по укреплению берегов в целях их предохранения от размыва волнением. Для задержания поверхностного стока и улучшения его качества до поступления в водохранилища проводятся агролесомелиоративные мероприятия, в частности посадка в береговой зоне водохранилища защитных полос зеленых насаждений.

При использовании воды водохранилищ в целях водоснабжения следует учитывать возможность ее загрязнения от водного транспорта, лесосплава, а также в результате сброса сточных вод, распространение которых в водохранилищах существенно отличается от распространения их в реках.Весьма ответственной задачей является выбор места забора воды из водохранилища. Очевидно, что водоприемник должен быть расположен в таком месте, где он может принимать наиболее чистую воду. В месте расположения водоприемника должна быть обеспечена достаточная глубина, не должны происходить интенсивное выпадение наносов, размыв берегов, неблагоприятные ледовые явления, развитие водной растительности, наличие стратификации воды, обусловленной непостоянством по глубине температур, солености и мутности. В водохранилищах, используемых комплексно для различных нужд народного хозяйства, при выборе места забора воды для целей водоснабжения необходимо учитывать еще целый ряд факторов, связанных с характером эксплуатации водоема другими водопользователями: режим сработки водохранилища для нужд ГЭС, забор и сброс воды промышленными предприятиями, расположение и режим работы сооружений речного транспорта, лесосплав и т. п. Выбору места расположения водоприемника должно предшествовать также тщательное изучение образующихся в водохранилище течений, которые обусловливают распространение поступающих в воду загрязнений.

 

16. Типы решеток и плоских сеток водоприемных сооружений Для задержания плавающих в воде рек предметов в отверстиях водозаборных сооружений руслового и берегового типов устанавливаются решетки. Решетки представляют собой металлическую раму, сваренную из угловой стали или швеллера с металлическими стержнями из полосовой стали шириной 40—80 мм, толщиной 6—10 мм и расстоянием между стержнями 50—60 мм. Основные размеры решеток (ширина и высота) принимаются в зависимости от размеров входных отверстий сооружений, которые, в свою очередь зависят от их пропускной способности. Боковая поверхность вертикальных стержней, как правило, располагается перпендикулярно потоку воды в источнике. В практике иногда применяются жалюзийные решетки с расположением стержней под углом 45° к потоку. В этом случае загрязнения скользят по образующейся поверхности решетки и не задерживаются на ней.

В процессе работы решетки засоряются, поэтому для облегчения их систематической очистки стержни располагают вертикально. Такое расположение стержней способствует также лучшему задержанию предметов, плавающих в горизонтальном положении (хворост, щепки и др.).Очистка решеток от загрязнений для обычных водозаборов на которых применяются подъемные решетки, производится вручную после подъема их на поверхность. На крупных водозаборах, а также водозаборах первой категории надежности обеспечения водоснабжения устанавливаются стационарные (неподвижные) решетки. Для их очистки используются специальные решеткоочистные машины, позволяющие максимально механизировать обслуживание решеток.

Решетки с обогреваемыми стержнями устанавливаются на водозаборных сооружениях в реках, где возможно обледенение и закупорка решеток из-за образования шуги и донного льда. Для того чтобы находящаяся в воде шуга не прилипала к стержням, необходимо поддерживать температуру поверхности стержней на 0,05°С выше температуры воды. Решетки с электрообогревом получили наибольшее распространение при работе в шуголедовых условиях. При обычном способе обогрева поверхности решеток — путем пропускания тока через стержни—для обеспечения безопасности требуется ток низкого напряжения, для чего необходима установка громоздких трансформаторов, повышающих стоимость устройства электрообогрева. Решетки с обогревом паром применяются сравнительно редко ввиду значительного расхода пара.

Плоская (подъемная) сетка представляет собой проволочное полотно, натянутое на стальную раму. Иногда сетка состоит из двух наложенных друг на друга полотен. Одно полотно делается из проволоки диаметром 1—1,5 мм с ячейками от 2X2 до 5X5 мм, другое — из более толстой проволоки B—3 мм) с ячейками 20X20 или 25X25 мм. Это полотно исключает возможность прорывов первого полотна давлением воды при загрязнении сетки. Размеры подъемных сеток колеблются в широких пределах (как ширина, так и высота примерно от 0,8 до 2 м). Подъемные сетки располагают у проемов в нижней части поперечной перегородки в направляющих (пазах) из швеллеров и периодически поднимают для очистки в служебный павильон над водоприемным колодцем. Обычно поднятую сетку заменяют запасной. Для удобства замены сеток устраивают двойные пазы.

Плоские сетки применяют при заборе воды из относительно чистых водоемов в водозаборах производительностью не более 1 м3/с. Плоские сетки в определенный период в целях рыбозащиты могут заменять решетки на водоприемных отверстиях водозаборов. В этом случае они работают при наличии расположенного за ними промывного устройства, представляющего собой движущуюся в вертикальной плоскости по направляющим перфорированную трубу, в которую под напором подается вода.

 

17. Водохранилищные водозаборные сооружения. Конструкции Для приема воды из водохранилищ могут быть использованы речные водоприемные сооружения большинства описанных ранее типов. В отдельных случаях водоприемные сооружения объединяются с гидротехническими сооружениями, построенными для создания водохранилища и его эксплуатации, для нужд гидроэнергетики или водного транспорта. Такие водоприемники конструктивно совмещаются с плотиной (путем устройства водоприемных шахт и галерей в теле плотины), с башнями донных водоспусков и т. п.

Однако чаще прием воды из водохранилища осуществляется отдельно стоящими водоприемными сооружениями. Интенсивная переработка берегов, обусловливающая образование широкой береговой зоны отложения наносов и зоны замутненной воды, часто приводит к необходимости вынесения места забора воды в водохранилище на значительное расстояние от берега (т. е. применение сооружений руслового типа). Весьма значительные колебания уровней воды в водохранилище при его сработке для ГЭС делают рациональным применение комбинированных водоприемников, где вода может забираться и через самотечные трубы и через входные окна в передней стенке берегового колодца.

Пример водоприемника комбинированного типа, построенного на Куйбышевском водохранилище в условиях весьма больших (более 12 м) колебаний уровня воды. Основное сооружение, выполненное в виде железобетонной шахты, представляет собой береговой колодец, совмещенный с насосной станцией. При нормальном подпорном уровне (НПУ) и более высоких уровнях вода может поступать в береговой колодец через входные окна в его передней стенке. При низких уровнях прием воды осуществляется через специальный оголовок U вынесенный в бывшее (до затопления) русло реки и соединенный с береговым колодцем самотечными трубами 2 (от оголовка до промежуточного колодца 3) и сифонными трубами 4 (от промежуточного колодца 3 до берегового колодца 5). Длина самотечных труб 80 м, длина сифонных труб около 1000 м.Трубы 4 работают как сифонные лишь при уровнях воды, близких к наинизшему уровню (при максимальной сработке водохранилища); при более высоких уровнях они превращаются в обычные самотечные линии. Насосная станция оборудована центробежными насосами, подающими воду в напорные водоводы 6, а также вакуум-насосом 7 для зарядки сифонов. В пределах изменений уровня воды берега и дно реки у оголовка укреплены хворостяным тюфяком с пригрузкой камнем 8 или бетонными плитами 9. Устройство оголовка 1 показано на рис. IV.33. Оголовок выполнен из вертикально расположенной стальной трубы 1, заглубленной на 5 м в грунт. К этой трубе присоединяются самотечная труба 2 и отросток.3, служащий для обратной промывки самотечной линии. Отросток закрывается крышкой с клиновым запором и цепью 4. Вода поступает в оголовок через верхний конец стояка, оборудованный решеткой 5 по периметру и по торцу. На водохранилищах находят применение водоприемники с аванкамерой открытого типа. Кроме указанных типов водоприемных сооружений для забора воды из водохранилищ используют водоприемники островного типа, инфильтрационные, плавучие и др.