ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (водозаборы, водоприемники)

— гидротехнические сооружения, осуществляющие забор воды из водотока или водоема для ирригации, водоснабжения, гидроэлектростанций и т. д.

Водозаборные сооружения должны обеспечивать пропуск воды в канал, трубопровод, туннель в заданном количестве, надлежащего качества и в соответствии с графиком водопотребления. Для этого порог водозаборных отверстий надлежащих размеров закладывают на отметках, гарантирующих работу водозаборных сооружений при любых уровнях воды в реке (водоеме); водозаборные сооружения оборудуют сороудерживающими решетками, эксплуатационными (рабочими) и ремонтными затворами с механизмами для маневрирования ими; устраивают сооружения для отстоя (осаждения) и удаления наносов, сооружения, задерживающие лед, шугу, плавник, и проводят др. мероприятия. Забранная водозаборными сооружениями вода транспортируется далее или безнапорным водоводом (канал, лоток, туннель), или напорным водоводом (трубопровод, туннель, трубчатое отверстие в плотине). Забор воды может осуществляться из водотока при его бытовых уровнях — при отсутствии подпора, создаваемого плотиной, и из подпертого бьефа плотины. Соответственно водозаборные сооружения подразделяют на две группы — бесплотинные и плотинные.

Бесплотинные водозаборные сооружения бывают открытые и закрытые. Открытые водозаборные сооружения могут быть поверхностными, шпорными и ковшовыми. Открытые поверхностные В. с. применяются преим. для ирригационных целей. Они представляют собой канал, отходящий от реки под нек-рым углом к оси, с расположенным на нем регулятором (иногда наз. головным сооружением) с затворами (рис. 1). Если река несет много наносов, в т. ч. донных, место отвода канала 2

располагают на вогнутом берегу, благодаря чему в канал попадают преим. поверхностные струи, менее насыщенные наносами (см. Поперечная циркуляция). При расположении регулятора в некотором удалении от берега реки создаются лучшие гидравлич. условия работы В. е., и участок канала до регулятора используется как отстойник, из к-рого отложившиеся наносы удаляются обычно механич. путем. Более совершенны и широко распространены на реках с неустойчивыми берегами открытые водозаборные сооружения с несколькими (3—4) каналами — отстойниками, т. н. многоголовые водозаборы.

Регулирующие сооружения делаются отдельно на каждом канале или устраивается один общий регулятор.

Шпорное водозаборное сооружение является разновидностью открытого водозабора и применяется на реках с большими скоростями течения (горных) и неустойчивым руслом. Шпора (дамба), выдвигаемая в. русло реки, позволяет забирать в канал довольно значительные расходы воды и регулировать их величину путем изменения длины и планового положения головы дамбы. Шпора делается из местных материалов: хвороста и камня, каменной наброски, сипаев и др., так же примитивно устройство водосливных отверстий в теле шпоры. Водослив с затворами в береге реки, позволяющий более точпо регулировать подаваемые в канал расходы, делается более фундаментальным.

Ковшовые водозаборные сооружения обычно применяются для забора воды в системы водоснабжения и поэтому работают круглый год. Отличительная особенность их — наличие в голове широкого бассейна ковша, в к-ром благодаря малым скоростям движения воды взвешенные наносы оседают на дно. Из ковшей осветленная вода транспортируется далее обычно с помощью насосных станций. Ковши устраивают с верховым питанием, с низовым питанием и комбинированные — с двумя входами. Ковши с верховым питанием почти не заносятся донными наносами, но шуга заходит в них довольно интенсивно. Ковши с низовым питанием, наоборот, подвержены занесению наносами, но относительно безопасны в отношении шуги.

Комбинированные ковши (с двумя входами) с более или менее одинаковым успехом могут применяться на шугоносных реках и на реках с большим количеством донных наносов.

Закрытые (глубинные) водозаборные сооружения применяются преим. для водоснабжения и реже для ирригации. В схеме трубчатого самотечного водозабора заборное отверстие располагается в русле реки на такой глубине (2—2,5 м), чтобы оно не вмерзало в лед, и на такой высоте от дна, чтобы не было прямого попадания в него донных наносов. Если глубины реки достаточны у берегов, устраивают береговые водозаборные сооружения, в к-рые вода поступает через глубинные отверстия.

При больших колебаниях уровня воды в реке и высоких неустойчивых берегах водозаборы для ирригации выполняют иногда в виде плавучей насосной станции, смонтированной на барже (понтоне).

Плотинные водозаборные сооружения, располагаемые в верхних бьефах гидроузлов, делаются открытыми, обычно при небольших напорах, и закрытыми или глубинными при гидроузлах среднего (15 — 30 м) и большого напора. Иногда, для водоснабжения, глубинные водозаборные сооружения устраивают и при плотинах небольшого напора, аналогично бесплотинному водозабору.

По способам борьбы с наносами и шугой различают следующие типы открытых плотинных В. е.: береговые с промывными устройствами в береге или в плотине; береговые с донными промывными галереями в их пороге; с поступлением воды

Основные элементы открытых плотинных водозаборных сооружений (кроме плотины): входной порог, возвышающийся примерно па 0,5Н (где Н—напор плотины) над дном реки и защищающий водозабор от попадания в него донных наносов; регулятор расходов воды, подаваемой в канал (в составе устоев, быков, затворов, механизмов и пр.); забральная стенка для защиты канала от плавающих деревьев, льда, мусора и пр.; промывные устройства для удаления от порога отложившихся наносов; отстойники для зарегу реки, где имеет место выгодная для забора воды поперечная циркуляция потока. Во избежание водоворотных зон подход к водозаборному сооружению делают плавным. Для этого ширина подхода устанавливается в соответствии с шириной входа В, а угол отвода определяется расчетом. Угол между порогом В. с. и осью плотины при этих условиях составляет ок. 120°. Запроектированное положение В. с. обычно проверяется на модели в лаборатории. На реках с неустойчивым руслом (тем более на реках «блуждающих») обязательно регулирование русла при помощи выправи- тельных сооружений.

 Водозаборные сооружения береговые с промывными устройствами в береге или плотине применяются при сравнительно небольших расходах воды, забираемой в канал, и умеренном количестве донных наносов. В ней береговой промывной шлюз (промывник) расположен в конце аванкамеры (гравиеловки), в которой оседают наносы. Из аванкамеры наносы смываются благодаря перепаду на плотине и значительным вследствие этого скоростям течения в промывном канале. От входного порога наносы смываются периодически при открытии затворов плотины или непрерывно, если плотина не имеет затворов. При обильных наносах верхний бьеф плотины и аванкамера быстро заносятся и промывное устройство перестает работать. В улучшенных конструкциях В. с. с промывными устройствами в берегах промывные каналы устраивают криволинейными и применяют др. усовершенствования.

Водозаборные сооружения с глубинными промывными отверстиями в плотине делают без специальной аванкамеры (гравиеловки) и промывного канала. Недостатком этого типа является неудовлетворительный промыв наносов в верховом конце длинного порога. Значительно лучше промываются наносы перед порогом регулятора при устройстве в верхнем бьефе раздельной стенки, образующей вдоль входного порога регулятора подобие коридора наз. карманом. Но при этом вход воды в канал из кармана ухудшается, т. к. отверстия регулятора работают неравномерно и в канал попадает большое количество наносов благодаря взмучиванию воды.

Характерным примером водозаборного сооружения в теле плотины является т. и. фронтальный водозабор. В нем вода в канал поступает по криволинейным лоткам через верхние отверстия в плотине, а донные промывные галереи под входным порогом отводят наносы прямым путем в нижний бьеф.

В широко распространенных В. с. береговых с донными промывными галереями последние располагаются под входимеет две водосборные галереи: верхнюю, в которую вода поступает сверху через двойную решетку, и нижнюю, питаемую водой,

профильтровавшейся через каменную отсыпь перед плотиной; обе галереи соединяются друг с другом вертикальными трубами. В период паводка верхняя подвижная решетка позволяет прекратить поступление поверхностных вод в галерею, и тогда В. с. питается только фильтрационной водой.

Водозаборные сооружения в теле быков и устоев плотины устраиваются в целях экономии материалов при небольших расходах воды, забираемой в канал (до 25—30 м3/сек). Через входные отверстия, расположенные в верхних частях быков и устоев, вода поступает в сборный железобетонный лоток и далее в канал. Вода, забираемая из верхних слоев, достаточно чистая, а донные наносы направляются в отверстия плотины.

При наличии излишков воды в реке шугу периодически (по мере естественного накопления) сбрасывают в нижний бьеф через отверстия плотины; в противном случае устраивают специальные шугосбросы или удаляют шугу через В. с. и отстойник, если последний имеется в узле. Для предохранения водозаборных сооружений от попадания в них льда (при ледоходах) и плавника (деревья, корневища, разный мусор), кроме забральиой балки, устанавливают в верхнем бьефе плавучие запани и на пороге B.C.— решетки.

В глубинных водозаборных сооружениях надобность в мероприятиях по борьбе с наносами, льдом, шугой обычно отпадает, т. к. большие и глубокие водохранилища являются естественными отстойниками. Забор воды в глубинных В. с. осуществляется напорными водоводами — трубами и туннелями. Глубинные В. с. бывают плотинные — при расположении водозаборных устройств в теле плотины, и береговые — при размещении В. с. на берегу водохранилища в виде отдельного сооружения.

В плотинных В. с. забор воды осуществляется трубчатыми отверстиями в теле бетонных плотин (гравитационных и арочных) или трубопроводами, прорезающими земляные, каменноиабросные и железобетонные плотины. Отверстия труб со стороны напора делаются в виде воронки для улучшения гидравлич. условий входа. Если решетки и затворы на входном отверстии и управление ими находится на плотине (или в плотине), водозабор наз. трубчатым, если водозаборные устройства размещены в отдельно стоящей башне в верхнем бьефе, В. с. наз. башенным. При больших напорах трубчатые участки В. с. облицовывают сталью или укладывают внутренние металлич. трубы в несущих железобетонных трубах н туннелях. Трубы, в зависимости от их пропускной способности и нагрузок, делают прямоугольного, круглого, подковообразного, а также комбинированною сечений.

Для перекрытия отверстий водозаборного сооружения используют затворы различного типа (см. Гидротехнический затвор), выбор к-рых определяется режимом регулирования пропусков воды, величиной напора, размерами и количеством отверстий и другими факторами. В конструктивном отношении В. с. мало отличаются от водоспусков.

Береговые водозаборные сооружения размещаются в открытой выемке берега, если она не очень глубока, или в туннеле; в последнем случае водозабор наз. туннельным. При наличии отдельной башни управления водозабор наз. башенным. Если отверстие В. с. (иногда несколько,на разной высоте) оформляется порталом в береге, а затворы размещаются в шахте, то водозабор наз. шахтным.

Водозаборные сооружения строят гл. обр. из бетона и железобетона, а для глубинных применяют также стальные трубы и облицовки. В последние годы используют сборно-монолитные конструкции.

Лит.: Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, 2 изд., ч. 1, М., 1954; Справочник по гидротехнике, М., 1955; Замарин Е. А. Фандеев В. В., Гидротехнические сооружения, 4 изд., М., 1960.

  ВОДОЗАБОР ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД, типы и конструкции водозаборов ...

  ВОДОПРИЕМНИК. Конструкция водоприемника должна обеспечивать защиту ...

  РЫБОЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА. Проектирование рыбозащитных устройств

  ЗАЩИТА ВОДОЗАБОРОВ ОТ ШУГИ. Шуга. Снежура. При шугоходе на реке ...

  ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ. Водозаборные сооружения из поверхностных ...

  ВОДОЗАБОР ПОДЗЕМНЫХ ВОД, каптажные устройства для приема воды из ...

  Сетки. Решётки. Сороудерживающие устройства

  ВОДОЗАБОР, водозаборное сооружение

  Речные водоприемники берегового типа

  Сооружения для приема воды из поверхностных источников