Водозаборные сооружения из поверхностных источников

       конце ковша, м. =2,104 м; 
      1,33 – коэффициент увеличения толщины льда в ковше за счет намерзания

       шуги по сравнению с толщиной льда, формирующегося в русле реки; 
        – толщина льда в реке, м;

      0,2 – заглубление верхней кромки входных  окон  водозаборных сооружений

          под нижнюю поверхность льда, м;

     – высота порога водоприемных отверстий, принимаемая равной 0,4 – 1,0м

                в зависимости от предполагаемой высоты слоя откладывающихся в

               ковше наносов. Принимаем =0,5 м.     

 

         

Расчетная отметка дна  ковша, м

 

                                                   

                                             (60)

где – отметка  минимального  расчетного уровня  воды  в источнике (обычно

                  зимой), м;

         – расчетная глубина ковша, м.

 

          Средняя ширина ковша определяется по формуле

 

      (61)

 

 

 

 

 

  где Q_к –  расчетный расход воды в ковше,м³/с;

       v_к – средняя расчетная скорость течения воды в ковше м/с, v_к=0,127;

      – глубина ковша, м.

 

м.

Ширина ковша по дну

 

                                       

                                       (62)

 

  где – глубина живого  сечения ковша с учетом его стеснения льдом, шугой

                и отложившимися наносами, м;

         m – заложение  откосов  ковша,  принимаемое равным 0,6 – 1,0 в

                зависимости  от грунтов. m = 0,6;

        – толщина слоя отложившихся в ковше наносов, м.

          Значение  определяют по формуле

 

                                              

                                          (63)

 

  где – отметка минимального уровня воды в источнике в период  шугохода,

                   м;                    

           – толщина   льда   в   ковше   в   период   шугохода,   принимаемая

                   равной  0,3 – 0,5 м. = 0,5 м.

           – высота  слоя  отложившихся   наносов,  принимаемая в зависимости

                   от  особенностей водоисточника, м. = 0,5 м.

 

 м;

 

 

 м.

 

Длина водозаборного  ковша

 

L_к = L_вх + L_р + L_ш ;     (64)

где L_вх – длина входного участка ковша, в пределах которого наблюдается

         заметная водоворотная зона с  интенсивным засорением шугой в самом

              начале шугохода, м;

 

 

 

            L_р – длина рабочего участка ковша, в пределах которой к концу шугохода

                  обеспечивается полное всплытие в транзитной струе шуги и всех

                  скоплений кристаллов льда, имеющих гидравлическую крупность

                 ₀≥ 0,015…0,02 м/с;

           L_ш – длина участка ковша, в котором откладываются (намерзают) в течение

         шугохода шуга и ледяная взвесь.

Длина входной части ковша

 

L_вх= (1,0...1,5)·В_к;            (65)

          L_вх= 1,25·1,9=2,37 м.

 

Длину рабочей части  ковша определяют по формуле

 

       (66)

 

где – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения скоростей течения воды по сечению ковша, = 1,2...1,25;

Hk – глубина ковша, м;

vk – расчетная скорость течения воды в ковше, м/с;

– гидравлическая крупность шуги, принимается равная 0,015 – 0,020 м/с, = 0,017 м/с.

 

 

Длину рабочей части  ковша можно определить также  по формуле А. С. Образовского, учитывающей конкретные условия работы сооружения,

 

   (67)

   где b_н – начальная ширина транзитной струи в ковше, м,

 

      (68)

 

   где Н_к – глубина потока на входе в ковш при среднем уровне воды в реке в период шугохода, м.

м;

 

 

 

Принимаем длину рабочей  части 

        В курсовой работе принят ковш с низовым входом, выдвинутым в русло реки. Для данного ковша L_ш = 7 м.

Длина водозаборного  ковша

 

L_к = 2,37+31+7 = 40,4 м.

Отметка гребня ограждающих ковш незатапливаемых  дамб принимается на 0,5–1,0 м выше отметок максимального расчетного уровня воды в реке. Ширина гребня дамб ковшей принимается в пределах 4–5 м, ширина берм – 1,5–2,0 м.

 

11 Рыбозащитные мероприятия

 

 

Проблема рыбозащиты при эксплуатации водозаборных сооружений не менее сложна, чем многие другие проблемы водозабора, и требует научного подхода. Проектирование и строительство водозаборных сооружений должно всегда производиться с учетом защиты от рыб, а рыбозащитные устройства должны рассматриваться как неотъемлемые элементы водозаборов. В настоящее время ни один проект водозаборного сооружения не может быть утвержден и принят к строительству без согласования с органами рыбоохраны, при этом, естественно, согласование возможно только в том случае, если проектом предусматриваются рыбозащитные сооружения и мероприятия. Вопросы экономического обоснования проектирования рыбозащитных устройств следует рассматривать, как и вопросы экономического обоснования проектирования других частей и устройств водозаборных сооружений, путем сопоставления различных конструктивных решений и выбора наиболее эффективных и экономичных.

Из существующих водозаборных сооружений наиболее полно обеспечивают защиту рыб фильтрующие, комбинированные, глубинные водозаборные сооружения, а также речные русловые водозаборы с затопленными оголовками, если скорость обтекания их речным потоком более чем в 3 раза превышает скорость входа в водоприемные отверстия. Полностью исключается попадание рыб в инфильтрационные водозаборы. Для таких водозаборов, а также водозаборных сооружений малой производительности, в которых сороудерживающие решетки на период ската рыбной молоди заменяются сетками с достаточно малой величиной ячеек с периодической промывкой их обратным током воды, дополнительные рыбозащитные устройства можно не предусматривать.

Для всех остальных водозаборов, устраиваемых на реках, озерах, водохранилищах рыбохозяйственного значения, должны предусматриваться соответствующие рыбозащитные устройства. В настоящее время в районе водозабора применяют рыбозащитные устройства трех групп: механические, гидравлические и физиологические.

К первой группе относятся: механические препятствия для задержания рыб на пути их движения в виде сетчатых полотен, жалюзи или фильтров, и др., а также простейшие механические заграждения (плетни, решетки, фильтры из каменных набросок, растительные фильтры и др.), фильтрующие водозаборы, сетчатые заграждения – плоские сетки, плоские сетки с рыбоотводами и сетчатые барабаны.

К группе гидравлических рыбозаградителей относятся: струенаправляющие  устройства, с помощью которых  в водотоках создают гидравлические условия для направления движения рыб у гидротехнических сооружений, а также запани, жалюзи и отбойные козырьки.

 

 

 

К группе физиологических рыбозаградителей относятся системы, служащие для задержания рыб путем образования в воде электрических, световых и звуковых полей, завес из воздушных пузырьков и т. п. Эти заградители основаны на отпугивании рыб от водозаборного сооружения благодаря неприятным ощущениям, которые вызывают у них различные раздражители.

В нашей стране в основном находят  применение механические и электрические заградители. За рубежом известны случаи применения гидравлических заградителей типа жалюзи, а также заградителей в виде световых полей, завес из пузырьков воздуха. Проблема эффективной и надежной защиты рыб, в особенности на крупных водозаборах, решена еще недостаточно. Слабо изучены такие факторы, как звук, свет, поле из пузырьков воздуха, почти отсутствуют данные по применению для рыбозащиты комплексных методов.

В данной курсовой работе применяем физиологические рыбозаградители служащие для задержания рыб путем образования в воде завес из воздушных пузырьков. Т.к. данное устройство наиболее эффективно работает на ковшевых водозаборах. Завес из воздушных пузырьков полностью перекрывает ковш, тем самым не позволяя рыбе приблизиться к водозабору. Следовательно, в нашем случае данное рыбозащитное сооружение полностью обезопасит рыб от попадания в ковш.

 

12 Мероприятия по борьбе с наносами, шугой, обрастанием и

     обмерзанием решеток

 

Главными средствами борьбы с шугой и льдом являются правильный выбор места расположения водозаборных сооружений и типа водозабора и его конструктивных элементов. Помимо этого, эффективны такие общие средства, как выпрямление русла реки на участке расположения водозабора или изменение динамического состояния потока путем устройства непосредственно у водозабора различного рода струенаправляющих дамб и сооружений. Однако применять методы регулирования русла следует только в том случае, когда на участке реки нет естественного места, обеспечивающего достаточно надежные условия забора воды. Как указывает практика строительства и эксплуатации водозаборных сооружений, лучше приспосабливаться к естественному режиму реки, чем изменять его.

Еще одним достаточно надежным общим средством защиты водозаборных сооружений от шуги является обеспечение очень малых скоростей  поступления воды в их водоприемные отверстия. При этом, чем интенсивнее происходит шугообразование в речной воде, тем меньшей должна быть скорость ее поступления (0,05 – 0,01 м/с). Однако далеко не во всех случаях представляется возможным увеличивать площадь входных отверстий настолько, чтобы достичь указанных скоростей (в частности, при большой производительности водозаборов).

Остальные средства и  методы защиты водозаборных сооружений от донного льда и шуги в значительной степени зависят от конкретных условий шуго-ледового режима реки, производительности водозабора, требуемых степени надежности, категории забора и подачи воды. При малом количестве шуги в реке и небольшой производительности водозабора достаточно надежными средствами могут быть: применение сороудерживающих решеток из гидрофобных материалов или из металлических стержней с гидрофобными покрытиями; применение специальных водоприемных устройств (оголовков) типа фильтрующих: деревянных ряжевых, железобетонных конструкции ВНИИВодгео и т. п.; применение плавучих ограждающих устройств (шугоотбойников) в виде запаней  в сочетании с небольшими скоростями поступления воды в водоприемные отверстия.

При среднем количестве шуги в реке и небольшой и средней  производительности водозаборов для защиты водозаборных сооружений можно применять все перечисленное выше в сочетании с дублированием водоприемных устройств (оголовков), располагаемых на расстоянии, исключающем возможность одновременного перерыва забора воды. Для водозаборов средней и большой производительности в этих условиях следует использовать электрообогрев стержней сороудерживающих решеток или подогрев масс воды непосредственно перед входными отверстиями водозабора паром или теплой водой. Естественно, последнее экономически целесообразно только при наличии у водозабора избыточного пара или теплой воды.

 

 

Обогревают решетки на водозаборах берегового типа и практически не применяют в русловых водозаборах из-за недоступности входных отверстий в зимнее время. Для надежной работы русловые водозаборы должны быть оборудованы промывными устройствами, позволяющими в любое время освободить самотечные или сифонные водоводы и решетки оголовков от шуги и сора.

При большом количестве шуги в реке и небольшой и средней производительности водозаборов могут применяться те же способы защиты, что и при среднем количестве шуги, но с условием забора воды в двух створах, расположенных на расстоянии, исключающем одновременный перерыв в подаче воды. Производительность каждого из таких водозаборов должна приниматься для первой категории надежности 75%, для второй категории надежности 50% расчетного расхода. При большой, а иногда и средней производительности водозабора целесообразно устраивать водоприемные ковши, гарантирующие надежную защиту водозабора от шуги и донного льда.

Широко используемый в практике защиты водозаборов от шуги электрообогрев решеток производят электрическим током напряжением 50 – 150 В. Для этого решетки, изготовленные из полосовой или круглой стали, превращают в реостаты. Мощность, затрачиваемая на электрообогрев решеток, колеблется в пределах 3,5 – 8 кВт/м³ воды или от 1 до 8 кВт на 1 м² поверхности решеток. Ориентировочно расход   пара для обогрева решеток составляет 0,15 – 0,2 кг на 1 м³ воды.