Плотинные водозаборы
Плотинные водозаборные гидроузлы устраивают для обеспечения постоянства уровней в источнике орошения (реке), при которых гарантируется забор воды по графику водопотребления в любое время.
Принципиальная схема плотинного водозабора представлена на рис.3.3.28.
Рис.3.3.28. Схема плотинного водозабора: 1 - плотина, 2 - головной регулятор
При заборе большего процента расхода воды необходимо осуществление дополнительных конструкций - специальных порогов, расслаивающих поток по вертикали на два, донных щелей, через которые наносы попадают в промывные галереи, а оттуда в нижний бьеф.
При совпадении гидрографа реки с графиком водопотребления плотинные водозаборы возводятся без регулирования стока. В качестве примера плотинного водозабора с водохранилищем многолетнего регулирования стока можно привести Кайракумский гидроузел на р.Сырдарье, объем водохранилища 4,2 млрд. м3. Гидроузел используется для орошения и гидроэнергетики.
Основные типы плотинных водозаборов
На горных, предгорных и равнинных участках рек применяются различные типы водозаборов. По уклонам дна реки выделяются участки: горный i>0,05, предгорный i=0,05-0,001, равнинный i<0,001):
- боковой водозабор – располагают на прямолинейных участках рек с подачей воды на один берег водоотбор из источников под углом к оси потока. Применяют его в основном на предгорных и равнинных реках, реже – горных. Достоинство бокового водозабора– простота конструкции и эксплуатации, недостаток – пропуск значительного количества наносов;
- фронтальный водозабор - забор происходит по направлению основного потока воды, особенность – водоотбор из верхних слоев воды. Используется преимущественно на равнинных реках, допускаются предгорные участки рек;
- решетчатый водозабор - забирает воду с определенной глубины или со дна (горные, селеносные и неселеносные) недостаток – пропуск наносов в водоприемники, забивка решеток мусором.
Проектирование водозаборов ведется согласно СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и Пособия к нему.
Компоновка ирригационного гидроузла с водохранилищем определяется главным образом условиями борьбы с наносами.
На рис.3.3.29 представлена схема плотинного водозабора с применением промывного шлюза. В этой схеме вода, поднятая плотиной в реке, движется самотеком по магистральному каналу.
Рис.3.3.29. Схема плотинного водозабора с промывным шлюзом:
1 - плотина, 2 - головной регулятор, 3 - промывной шлюз
На рис.3.3.30 приведена конструкция плотинного фронтального водозабора, при котором как сам водозабор, так и промывные устройства расположены в теле плотины, что, конечно, усложняет и удорожает ее конструкцию.
Вместе с тем мы получаем вход потока по прямой с минимальными потерями напора, промывные отверстия имеют минимальную длину, что обеспечивает большие скорости промывки и эффективное удаление скапливающихся перед плотиной наносов, вода поступает в канал из верхних осветленных слоев водоема.
5
Рис.3.3.30. Схема плотинного фронтального водозабора:
1 - плотина, 2 - промывные отверстия; 3 - водозаборные отверстия канала, 4 - водохранилище; 5 - канал
Для защиты водоприемного отверстия от поступления в него наносов устраивают приподнятые пороги высотой от 1/3 до 1/2 глубины потока или напора перед плотиной при заборе воды меньшего 25% расхода воды.