Водозаборы с самотечными или сифонными водоводами

6.13. В условиях интенсивной переработки берегов и прибрежных склонов, большой вдольбереговой миграции или транзита наносов, повышенной засоренности прибрежной зоны, местного переохлаждения воды в предледоставные периоды целесообразно использовать, независимо от расходов отбираемой воды, водозабор с самотечными или сифонными водоводами и затопленными водоприемниками (рис. 113).

Рис. 113. Рекомендуемая схема компоновки водозаборных сооружений с самотечными или сифонными водоводами для ТЭС

а - компоновка водозаборных сооружений; б - схема щелевого водоприемника; 1 - щелевые водоприемники с самотечными водоводами; 2 - шлюз-регулятор, обеспечивающий подачу теплой воды в водоприемники; 3 - открытый подводящий канал; 4 - канал подогрева; 5 - постель; 6 - запань; 7 - щель переменного сечения; 8 - подготовка; 9 - бетонное покрытие из плит; 10 - козырек

Этот тип водозабора позволяет обеспечить пропуск сосредоточенных течений прибойной зоны и потока наносов на значительном удалении от места расположения водоприемных устройств, исключить захват масс воды с повышенным содержанием наносов, планктона и прочей взвеси, осуществлять селективный водоотбор, что позволяет повысить степень обеспеченности подачи воды.

6.14. Опыт эксплуатации водозаборов на водоемах свидетельствует, что захват в водоприемные устройства переохлажденных масс воды наносов, планктона, водорослей и прочей взвеси вызван преимущественно недоучетом в проектах местных условий избранного участка водоема, неудачной компоновкой берегозащитных сооружений (см. рис. 47) и большими скоростями входа воды в сороудерживающие решетки, фильтры и др.

6.15. Компоновка или размещение элементов водозаборного сооружения и конструкция водоприемных устройств в каждом конкретном случае должны иметь свои специфические особенности, обусловленные местными условиями избранного участка водоема.

6.16. Компоновка и конструктивные элементы водозабора на весь период его эксплуатации, независимо от топографических, геологических и прочих условий, должны обеспечить пропуск через створ водоводов сосредоточенных течений, выходящих из прибойных зон, и потока наносов на значительном удалении от места расположения водоприемных устройств (см. рис. 113 и рис. 114).

Рис. 114. Схема водозабора с самотечными водоводами и щелевыми водоприемниками зонтичного типа в условиях интенсивной засоренности придонных слоев воды отмершей водной растительностью

1 - самотечные водоводы; 2 - щелевые водоприемники; 3 - фильтрующие кассеты; 4 - щели; 5 - перекрытие

6.17. Водозаборы можно размещать в бухтах или заливах, на открытом относительно прямолинейном и выступающем в водоем участках побережья.

6.18. При размещении водозабора в бухте необходимо учитывать следующие особенности местных условий (см. рис. 37):

бухта является участком водоема, в пределах которого происходит интенсивная аккумуляция продуктов переработки берегов;

бухта является участком водоема, в котором вдольбереговые, градиентные, инерционные, компенсационные и плотностные течения не имеют стационарного планового положения;

наиболее глубоководные участки бухты являются местом свала плотностных течений, транспортирующих массы воды с повышенным содержанием наносов, планктона, мусора и переохлажденных в предледоставные периоды;

в поверхностных слоях воды бухты обычно наблюдается повышенное содержание планктона, водорослей, мусора и прочей взвеси, транспортируемых волнением, ветроволновыми течениями.

6.19. При наличии на избранном участке берегозащитных покрытий значительной протяженности или устойчивых от переработки берегов и прибрежных склонов наиболее удачным местом для размещения водозабора следует считать выступающий в водоем участок берега.

Водозабор, размещенный на выступающем берегу, при любых направлениях волнения обеспечивает наиболее благоприятные условия для установки водоприемных устройств за пределами действия сосредоточенных, выходящих из прибойных зон и вдольберегового потока наносов (рис. 115).

Рис. 115. Схема компоновки водозабора на выступающем берегу

1 - водоприемники; 2 - самотечные или. сифонные водоводы; 3 - совмещенная насосная станция; 4 - предельно возможное положение прибойной зоны; 5 - изобаты; 6 - берегозащитные покрытия; 7 - возможное положение сосредоточенных течений, выходящих из прибойной зоны; 8 - роза ветров

6.20. При размещении водозабора на открытом относительно прямолинейном берегу целесообразно не устраивать берегозащитных сооружений. В этом случае водоприемный колодец, насосная станция и другие сооружения выносятся за пределы ожидаемой переработки берега и прибрежного склона (см. рис. 113).

В случае необходимости устройства берегозащитных покрытий, исходя из технических или экономических факторов, они должны исключать возможность отклонения течений, формирующихся в первой прибойной зоне и потока наносов к месту расположения водоприемных устройств на весь период эксплуатации водозабора (см. рис. 47). Такой результат может быть получен только в том случае, когда берегозащитные покрытия водозабора будут находиться за пределами первого разрушения волн при максимальном навигационном уровне воды в водоеме (рис. 116). В случаях одного ожидаемого разрушения волн на примыкающих к водозабору прибрежных склонах с m £ 20 берегозащитные покрытия не должны выступать в водоем за пределы их прибойных зон.

Рис. 116. Схема продольной компоновки водозабора с берегозащитными сооружениями

1 - водоприемники; 2 - самотечные или сифонные водоводы; 3 - совмещенная насосная станция; 4 - бытовое положение поверхности берега и прибрежного склона; 5 - ожидаемая переработка берега и прибрежного склона и аккумуляция наносов; 6 - берегозащитные сооружении водозабора

6.21. Наиболее благоприятные условия эксплуатации водозаборных сооружений обеспечиваются при их размещении в пределах берегов, имеющих берегозащитные покрытия, когда в их пределах отсутствуют вдольбереговые течения и миграция наносов.

6.22. Волнозащитным и другим элементам водозаборных сооружений во всех случаях необходимо придавать обтекаемые формы, исключающие выход вдольбереговых течений за пределы прибойных зон.

6.23. В благоприятных климатических условиях в водохранилищах-охладителях небольших глубин, но достаточных для размещения водоприемников, незначительном колебании уровней воды, интенсивном обрастании водоводов ракушкой и большой засоренности прибойной зоны целесообразно использовать водозаборы с сифонными водоводами, уложенными на эстакаде (рис. 117). Такое решение позволит обеспечить периодическое обслуживание водоприемников, исключить нарушение температурной стратификации воды и бытового режима водоема в месте размещения водозабора и с помощью периодического освобождения водоводов от воды исключить или ослабить их обрастание ракушкой.

Рис. 117. Схема водозабора с сифонными водоводами на эстакаде

1 - сифонные водоводы; 2 - эстакада; 3 - водоприемники; 4 - постель; 5 - кран для периодического обслуживания водоприемников; 6 - фланцы; 7 - берегозащитные покрытия

6.24. После укладки самотечных или сифонных водоводов в траншею необходимо восстанавливать бытовой рельеф берега и прибрежного склона. Невыполнение этого требования приводит к отклонению масс воды, транспортируемых вдольбереговыми течениями, к месту расположения водоприемников (рис. 118).

Рис. 118. Схема возможного отклонения масс воды прибойной зоны к месту размещения водоприемников

1 - водоприемники; 2 - водоводы; 3 - насосная станция; 4 - оставленная после окончания строительства траншея; 5 - пределы прибойной зоны; 6 - направление луча волнения; 7 - шлейф вдоль берегового течения; 8 - шлейф градиентного или плотностного течения; 9 - ожидаемая переработка берега

6.25. В условиях водоемов следует применять типы водоприемников, конструктивные элементы которых должны обеспечить:

равномерное распределение скоростей забираемой воды на входе в водоприемные устройства;

интенсивную обратную или импульсную промывку, позволяющую отбросить за пределы зоны питания водоприемников мусор, шугу, отмершую водную растительность и другую взвесь. Промывку водоприемников следует производить при наличии волнения;

исключение захвата поверхностных слоев воды, переохлажденных в предледоставные периоды и наиболее теплых с повышенным содержанием молоди рыб и планктона в летнее время;

исключение травмирования и захвата в водоприемники отбираемой водой молоди рыб.

Для удовлетворения большинства этих требований скорость входа воды в водоприемные устройства не должна превышать 0,1 м/с.

Упомянутым требованиям наилучшим образом удовлетворяют водоприемники с вихревыми и щелевыми камерами с фильтрующими кассетами, а также фильтрующего или инфильтрационного типа.

6.26. Водоприемники, имеющие вытянутую в плане форму желательно размещать продольной осью, совпадающей с направлением луча господствующего волнения.

6.27. Входные отверстия водоприемников желательно располагать на глубинах ниже слоя ветроволнового перемешивания  от минимального уровня воды в навигационный период.

6.28. В условиях водоемов, как показывает опыт эксплуатации водозаборов, в случаях проникания течений из прибойных зон к месту расположения водоприемных устройств снижение скоростей входа в них потока даже до 0,02 м/с не обеспечивает их защиту от шуголедовых помех, захвата воды с повышенным содержанием наносов и планктона.

6.29. В условиях интенсивной переработки берегов и прибрежных склонов в районе расположения водозабора не следует размещать водоприемники на наиболее глубоководных участках водоема, являющихся обычно местом свала плотностных течений, транспортирующих взвешенные волнением наносы, отмершую растительность сор и т.д., и их аккумуляции (см. рис. 37).

6.30. При интенсивной миграции в придонной зоне водоема отмершей водной растительности водоприемники следует поднимать над его ложем (см. рис. 114).

Водозаборы берегового типа

6.31. При благоприятных местных условиях более надежными, экономичными и удобными в эксплуатации обычно являются водозаборы берегового типа с раздельной или совмещенной компоновкой водоприемника и насосной станции (см. рис. 48).

6.32. Обобщение опыта эксплуатации показывает, что затруднения в работе водозаборов берегового типа обычно обусловлены завалом подхода к водоприемным окнам продуктами переработки берегов с прилегающих участков прибрежных склонов, захватом в них воды, транспортируемой вдольбереговыми течениями, с повышенным содержанием взвеси, планктона, а также переохлажденной воды в предледоставные периоды.

В большинстве случаев они вызваны недооценкой в проектах местных условий водоема и необоснованным выбором типа водозабора. Опыт эксплуатации берегового типа водозабора свидетельствует о необходимости предъявления более жестких требований к оценке местных условий водоема и выбору места его размещения.

6.33. Место размещения водозабора берегового типа должно удовлетворять следующим основным требованиям:

отсутствию или очень слабой вдольбереговой миграции или транзиту наносов;

наличию устойчивых и приглубых берегов с m ³ 5 или берегозащитных сооружений большой протяженности по одну и другую сторону от створа водозабора, исключающих поступление вдольбереговых течений и потока наносов к месту расположения водоприемных окон;

наличию достаточных для забора воды глубин воды в непосредственной близости от берега;

отсутствию интенсивных вдольбереговых течений в прибрежной зоне водоема по одну и другую сторону от створа водозабора.

6.34. При недостаточных глубинах воды на подходе к водоприемным устройствам водозабора следует устраивать прорезь или расчистку. Глубина воды перед ними при минимальном уровне в навигационный период не должна быть меньше 1,5-2 Н _кр.

6.35. Размеры и количество водоприемных окон и их ярусов определяются величиной отбираемого расхода, глубиной воды, ее переохлаждением в предледоставные периоды, потребностью организации селективного водоотбора, содержанием в ней мусора, планктона и другой взвеси.

6.36. В тех случаях, когда в районе намечаемого места расположения водозабора ожидаются переработка берегов и прибрежных склонов, вдольбереговая миграция наносов и значительные скорости вдольбереговых и градиентных течений в прибрежной зоне, в волнозащитные сооружения и их компоновку следует вносить дополнительные конструктивные элементы (шпоры, буны и др.), позволяющие отклонять поток наносов и течения прибойных зон от места водоотбора (см. рис. 51).

Во всех случаях их можно использовать на участках прибрежных склонов с резким падением глубин в сторону открытого водоема (рис. 119).

Рис. 119. Схема компоновки водозабора берегового типа

1 - ограждающие дамбы (шпоры); 2 - водоприемник; 3 - водоприемные окна; 4 - волногаситель; 5 - прибрежный склон с подводными валами; 6 - места преобладающего разрушения волн в бытовом режиме; 7 - волнение в канале; 8 - ложе канала; 9 - двухсекционные отстойники; 10 - перехватывающие траншеи; 11 - сороочистные и рыбозащитные сооружения