Речни водохващания от канален тип
§ 59. Речни заливи от канален тип
а. Принципна схема на устройството
Най-често се използват канални входове за вода с относително лек наклон. При тези условия дълбочините в реката, необходими за водовземане, са на относително голямо разстояние от брега. Освен това, при леко наклонен бряг, сезонните колебания в нивото на водата в реката причиняват значително движение на ръба на водата (т.е. наводняване на брега). И тъй като помпената станция по правило трябва да бъде разположена извън зоната на наводнение, дължината на тръбите от точката на водоснабдяване до помпената станция обикновено е много голяма. Устройството на дълги смукателни линии не е икономически целесъобразно и не осигурява надеждна работа на водоприемника. В тази връзка при каналните водохващания смукателните тръбопроводи се заменят (по голяма част от дължината им) с гравитачни тръбопроводи, чрез които в брега се вкарва своеобразна дълбока вода с подаването й възможно най-близо до помпената станция.
IV.12 показва принципна схема на водовземане на канал. Тук водата се поема директно от реката през главата /, чийто дизайн зависи от количеството взета вода, дълбочината на реката, нейните ледени условия, естеството на почвата и т.н. От главата водата се подава чрез гравитационни линии 2 към крайбрежния кладенец 3. Неговият дизайн и оборудване са малко по-различни от обичайния водоприемник от крайбрежен тип, тъй като водата от източника влиза в него не през входните прозорци, а през гравитационните тръби. Освен крайбрежния водоприемник, крайбрежният кладенец обикновено се състои от приемна и смукателна секции и е оборудван с решетки за грубо механично пречистване на водата. Крайбрежният кладенец може да бъде подреден отделно или комбиниран спомпена станция 4.
При определени условия (профил на брега, амплитуда на колебанията на нивото на водата) се организира комбиниран водоприемник (IV.13), където водата се поема на високо ниво през входните прозорци в предната стена на крайбрежния кладенец, както при конвенционален крайбрежен водоприемник.
При значителни колебания в нивото на водата каналните водоприемници понякога се разполагат с две нива гравитационни тръби, за да могат да приемат вода с най-малко количество суспензия.
В някои случаи, за да се намали дълбочината на полагане на гравитационните линии, те се заменят със сифонни линии.
Всички видове приемни напори могат да се разделят на три групи: постоянно наводнени, наводнени от високи води и незаливни.
Въпреки факта, че поддръжката на наводнени глави е свързана с определени трудности и неудобства (тяхната недостъпност по време на наводнения), те са най-широко използвани на практика, тъй като са много по-евтини от ненаводнените глави. Постоянно наводнените глави имат предимството да не са подложени на натоварване от лед.
Наводнените глави могат да бъдат разделени на два вида. Главите от първия тип служат само за укрепване и защита срещу повреда на приемните краища на гравитационните линии, които вземат вода директно от реката; главите от втория тип образуват приемна камера, където влиза речната вода и към която са прикрепени приемащите краища на гравитационните линии.
На плавателни и рафтинг реки над главата трябва да се инсталира? светещ през нощта сигнален знак от типа, използван от речния транспортен орган.
На фиг. IV. 14 показва устройството на най-простата наводнена глава от първия тип, която фиксира приемащия край на гравитационната линия (с форма на камбана) върху пилоти. Камбаната е осигуренадемонтируема решетка, сходна по предназначение и големина на пролуките с решетката на входните прозорци на крайбрежното водохващане. В този случай цялата гравитационна линия е разположена над дъното на реката върху пилотни опори.
При полагане на гравитационна линия по дъното или под дъното, линията на мястото на поемане на вода трябва да завършва с вертикален или наклонен процес с гнездо.
За да се предпази камбаната от повреда от лед или плаваща дървесина, се използват храсти от пилоти, разположени нагоре по течението на реката или ограждащи пилотни стени. По-надеждна защита на краищата на гравитационните тръби и осигуряване на най-добри условия за приемане на вода се постигат с инсталирането на приемни глави със специална конструкция.
Според материала главите са дървени (пилотни или ряжеви), бетонни и стоманобетонни.
Оребрените глави са широко използвани в практиката на водоснабдяването от дълго време и понякога се използват дори сега.
Напоследък ряжевите капачки се заменят с по-модерни видове капачки - бетон и стоманобетон. Бетонните глави, които са сравнително по-масивни от ряжеви и по-рационализирани, обикновено се използват със значителни количества вода.
На IV. 17 е показана стоманобетонна шапка с двустранен водоприемник с капацитет 1 m3 / s (размерите в скоби са дадени за капачка с дълбочина на водата в реката 3,5 m). Водата навлиза в горната част през прозорци в страничните стени и се изпуска през две гравитационни тръби, съседни на крайните стени на две водоприемни камери, разделени от диагонална преграда.
По същия принцип са подредени нови ряжеви глави.
Ненаводнените накрайници са по-удобни за работа и осигуряват най-голяма надеждност на непрекъснатото водоснабдяване, но са много скъпи.устройства.
Особен вид от тях е ненаводнена глава, комбинирана с помпена станция. В този случай крайбрежният кладенец и гравитационните линии изпадат от водоприемната верига от канален тип. Водата от главата, комбинирана с помпената станция, се доставя до брега чрез напорни тръби, положени по дъното на реката,
мост или надлез.В този случай на главата трябва да се монтират мрежи за филтриране на вода.
в. Гравитационни и сифонни линии
За да се осигури непрекъснато водоснабдяване, всички основни елементи на водовземните съоръжения като правило се дублират. Следователно броят на гравитационните линии, свързващи главата с крайбрежния кладенец (както и броят на техните секции), трябва да бъде най-малко два.
Диаметърът на тръбите на гравитационните линии се определя в зависимост от зададения дебит и приетата стойност на проектната скорост.
По време на работа на помпите нивото на водата в приемното отделение на крайбрежния кладенец пада под нивото на водата в реката до височина, равна на загубата на глава поради хидравличното съпротивление, когато водата се движи по гравитационни линии. Загубата на глава зависи от скоростта
движение на водата по гравитационните линии. За да се избегнат големи загуби на налягане и следователно прекомерно задълбочаване на крайбрежния кладенец, скоростта на движение по гравитационните линии не трябва да бъде голяма. В същото време той не трябва да бъде толкова малък, че да причини силно утаяване на суспендирани вещества в тръбите.
Настоящите строителни норми препоръчват за гравитационни линии на водоприемници от канален тип проектната скорост на движение на водата при нормална работа на конструкцията (с избор на даден проектен дебит и включване на всички линии) да бъде в диапазона от 0,7 до 1,5 m / s. По-големи стойности трябва да се вземат за големи прогнозни разходи, спо-високо съдържание на суспендирани вещества и относително къси линии.
Гравитационните линии трябва да бъдат тествани за неутайка при приетата скорост на водата, приетия диаметър на тръбата и характеристиките на суспензията, съдържаща се във водата, взета от източника.
Гравитационните линии трябва, ако е възможно, да бъдат положени без никакво завъртане в план или във вертикална равнина. Те могат да бъдат разположени хоризонтално, както и с директен или обратен наклон.
За гравитационни линии обикновено се използват стоманени или стоманобетонни тръби. В коритото на реката тръбите се полагат в специално подредена траншея (под дъното на реката). На кръстовището с главата тръбите трябва да бъдат положени върху достатъчно здрава основа.
Полагането на тръби на гравитачна линия по цялата дължина по дъното на реката и оросяването им води до образуване на дънен полуязовир, което води до локално увеличаване на скоростта на движение на водата и създава опасност от отмиване на основата на върха. Ако е необходимо да се полагат тръби по дъното, е необходимо особено внимателно подреждане на основата под тях и укрепването на самите тръби.
Въпреки опитите да се създаде режим на работа на гравитационните тръби, който да изключи тяхното утаяване, обикновено не е възможно напълно да се предотврати утаяването на суспензиите в тези тръби. В резултат на това тръбите постепенно се затлачват и изискват периодично почистване. Най-често използваният метод за почистване на гравитачните тръби е промиването им с обратна струя вода.
Устройството за превключване между тръбопроводи, позволяващо промиване, е показано схематично в IV.19. Водата за промиване се подава през байпасна тръба (пунктирана линия), свързваща тръбопровода с гравитационната линия. В този случай клапаните a и b се затварят, а c и d се отварят.
За да се постигне желания ефект на промиване, е необходимо да се създаде гравитационно захранванелиниите са с такива скорости, които да осигурят повторно суспендиране на утайката, отложена на дъното на тръбите, и нейното отстраняване. Скоростта на "въртене" зависи от среднопретегления диаметър на утаените частици d и вътрешния диаметър на тръбите на промиваната линия D.
Големите A стойности осигуряват по-висок ефект на промиване, но изискват повече вода за промиване. За да се създаде необходимата скорост на промиване, обикновено е необходимо да се подаде дебит в гравитационната линия, което значително надвишава нормалната му производителност. Това може да се осигури чрез работата на няколко помпи в една линия или чрез обратно пускане на вода от тръбопровод под налягане, ако резервоарът, в който се подава водата, е разположен достатъчно високо.
Сифонните линии (понякога подредени вместо гравитационни) позволяват да се намали дълбочината на полагане на тръбите, което е особено важно при полагането им в силно водоносни почви или в твърди скали. Сифонните линии са положени с издигане към крайбрежния кладенец. В горната, въртящата се точка на сифонната тръба (в кладенеца) трябва да е възможно да се освободи въздух както за зареждане на сифона, така и по време на работа.За да направите това, тук се поставя вакуумен котел и към него се свързва тръба от вакуумна помпа, инсталирана на помпената станция.
g. Брегови кладенци
Крайбрежните кладенци, подобно на конвенционалните крайбрежни водоприемници, са подредени отделно или комбинирани с помпени станции (последното е по-често).
IV.20 показва крайбрежен кладенец, съчетан с помпената станция на първия лифт. Две гравитационни линии доставят вода в централно приемно отделение с въртящи се решетки. След преминаване през тези решетки водата постъпва в смукателното отделение, от което се поема от помпи.
IV.21 е представен един от новите оригинални проекти на канален водоприемник за приемане на водав условия на значителни сезонни колебания в нивото на водата в реката. От наводнената стоманобетонна глава водата постъпва в крайбрежния кладенец, комбиниран с помпена станция, оборудвана с вертикални помпи. За промиване на гравитационните линии е предвиден нов метод на "импулсно промиване".
В заключение трябва да се отбележи, че понякога в схемата на площадката на водовземните съоръжения (обикновено от канален тип) се включват утаителни резервоари под формата на басейни, вкопани в земята. Оформлението на такъв възел от структури е показано в IV.22. От главата / водата тече през гравитационни линии 2 към крайбрежния кладенец 3, комбиниран с помпена станция. Гравитационните линии имат клонове към утаителни резервоари 4. В шахтите 5 има клапани, които позволяват превключване и в периода на повишена мътност на водата в реката, насочват я първо към утаителните резервоари и едва след като се избистри - към крайбрежния кладенец. Помпената станция подава вода към напорни тръбопроводи 6.