Типы водозаборных сооружений

При самотечном отводе воды из реки в оросительную сеть применяют два основ­ных типа водозаборных сооружений: бесплотинный и плотинный; при напорном орошении – машинное орошение и подземное орошение.

Бесплотинный водозабор устраивают в тех случаях, когда уровни и расходы воды достаточны для самотечной подачи воды в систему. Забирают они обычно до 20% расхода реки и соору­жаются на устойчивых вогнутых берегах рек, чтобы уменьшить поступление наносов в каналы. Наиболее совершенны бесплотинные водозаборы с головными регуляторами. На головных участках магистральных каналов пе­ред регуляторами можно сооружать отстойники и боковые сбросы. В боковой отвод поступает большое количество донных наносов, поэтому боковой сброс может удалить значительное количество наносов из канала. Основные схемы речных бесплотинных водозаборов показаны на рис. 2.55.

Плотинный — лучший тип речных водозаборов, позволяющий забирать из реки часть или весь расход. Плотинные водозаборы строят на устойчивых участках рек с трудноразмываемыми бере­гами и дном. Некоторые схемы плотинных водозаборов показаны на рис. 2.56.

Рис. 2.55 - Схемы речных бесплотинных во­дозаборов:

1 - магистральный канал; 2 - головной регу­лятор; 3 - сброс; 4 - отстойник;

5 - сброс­ное сооружение; 6 - подпорное сооружение

 

Рис. 2.56 - Плотинные водозаборные узлы сооружений: а - с временной плотиной; б - карманного типа; в - ферганского типа; г - с фронтальным водозабором; д - с наносоперехватывающими галереями; е - с отстойником; 1 - головной регулятор; 2 - магистральный канал; 3 - временная плотина; 4 - промывной шлюз; 5 - карман; 6 - водоподъемная плотина; 7 - раздельная стенка; 8 - наносопромывочная галерея; 9 - водоподпорное сооружение; 10 - отстойник

 

Около 80% оросительных систем в СНГ сооружено с беспло­тинным водозабором, 10% - с плотинным, 5% - с машинным оро­шением и 5% - с использованием для орошения подземных вод.

 

 

Сооружения на оросительных системах

Сооружения на каналах.

В зависимости от назначения гидротехнические сооружения на каналах подразделяют на шесть групп: водовыпускные, регули­рующие расходы воды; водоподпорные (перегораживающие), ре­гулирующие уровни воды; сопрягающие, предназначенные для со­пряжения бьефов; водопроводящие, предназначенные для транс­портирования воды через препятствия; наносоулавливающие - для задержания наносов; водомерные.

Сооружения на каналах различают типовые, имеющие оди­наковую конструкцию, и индивидуальные. Первые строят по ти­повым проектам, а вторые - по индивидуальным.

Как типовые, так и индивидуальные гидротехнические соору­жения делят на монолитные, сборные и комбинированные, откры­тые и закрытые (трубчатые), регулируемые и нерегулируемые (с затворами и без них).

Водовыпуски (регуляторы) располагают в голове всех рас­пределителей и временных оросителей для регулирования подачи воды в них из каналов старшего порядка.

На каналах с большими расходами и малыми гидравлически­ми перепадами строят шлюзы-регуляторы одно- и многопролетные. Для пропуска малых расходов при большом гидравлическом перепаде (0,5 м и более) применяют трубчатые водовыпуски.

Водовыпуски строят с переездом и без переезда и оборудуют плоскими или сегментными рабочими затворами. Схемы водовыпусков показаны на рис. 2.57.

Рис. 2.57 - Схемы водовыпусков:

а - открытый; б - открытый с перепадом; в - открытый с быстро­током;

г - трубчатый; д - трубчатый, совмещенный с перепадом

 

Водоподпорные (перегораживающие) сооружения предназна­чены для поддержания в каналах необходимых командных уров­ней воды и представляют собой водовыпуски с затворами, кото­рыми полностью или частично перекрывают водный поток и тем самым создают подпор уровня воды в канале. Проектируют их на старших каналах за водовыпусками в младшие каналы. Это дает возможность обеспечить подачу воды в младшие каналы в порядке очередности без значительного уве­личения высоты дамб и сброса воды из старшего канала.

Роль водоподпорных сооружений могут выполнять оборудо­ванные затворами сопрягающие, проводящие и сбросные сооружения.

Сопрягающие сооружения. Когда при трассировании канала скорости течения оказываются больше допустимых на размыв, применяют сопрягающие сооружения-перепады и консольные сбро­сы (рис. 2.58).

Перепад - это гидротехническое сооружение, выполненное в виде ступеней для сосредоточенного падения воды в канале. Га­шение энергии падающей воды осуществляется в водобойном ко­лодце. В зависимости от уклона и длины склона проектируют одноступенчатые и многоступенчатые перепады. В конце сбросных каналов проектируют консольные перепады, которые располагают на участках с крутым склоном или у обрыва, где из-за превыше­ния допустимой скорости нельзя применять быстроток.

Рис. 2.58 - Схемы сопрягающих сооружений: а- быстроток; б - многоступенчатый перепад; в - консольный сброс

 

Быстроток - это бетонный наклонный лоток, соединяющий два канала, расположенных на разных уровнях. Лоток соединяется с верхним каналом входом в виде раструба, а с нижним — выхо­дом в виде водобойного колодца.

Сопрягающие сооружения располагают на старшем канале за водовыпусками в младшие каналы, чтобы обеспечить самотеч­ную подачу воды в последние.

Водопроводящие сооружения предназначены для транспорти­рования воды на участках пересечения каналов с естественными(балки, овраги, реки) или искусственными (каналы, дороги, на­сыпи) препятствиями. К ним относятся дюкеры, акведуки, лотки, водопропускные трубы, туннели.

Дюкерами называют напорные трубопроводы, устраиваемые для транспортирования воды под каналами, дорогами, реками, балками и др. Основные части дюкера - входной и выходной ого­ловки и напорные трубы (рис. 2.59).

Акведук представляет собой лоток на опорах для переброски воды через местные понижения рельефа (овраги, долины). Он состоит из входного и выходного оголовков и лотка с опорами.

Его применяют в случаях, когда естественные отметки расположены на 1...20 м ниже дна канала.

 

Рис. 2.59 - Схемы водопроводящих сооружений:

а - дюкер; б - акведук

 

Бетонные и железобетонные лотки устраивают вместо кана­лов на косогорных участках для уменьшения объема выемки грун­та с нагорной стороны и на участках, где наблюдаются оползневые и просадочные явления.

Водопропускные трубы применяют при пересечении каналов с насыпями дорог, каналов, а также для пропуска под каналом поверхностных вод. Для устройства их обычно используют круг­лые железобетонные трубы заводского изготовления. Трубы под дорогами называют трубами-переездами.

Туннели на оросительных системах строят при пересечении каналами больших возвышенностей, при переброске воды из бас­сейна одной реки в бассейн другой. Для переезда через каналы строят мосты.

Наносоулавливающие сооружения в виде отстойников служат для задержания песчаных наносов и недопущения их в ороси­тельную сеть из источника орошения. Это расширенные и углуб­ленные участки канала, в которых поток существенно уменьшает скорость, благодаря чему происходит выпадение наносов.

Узлы сооружений. Для удобства эксплуатации и удешевления строительства отдельные сооружения на каналах объединяют в узлы (рис. 2.60).). В этом случае общей для всех сооружений, вхо­дящих в узел, является понурная часть и водоподпорная стенка по фронту водозаборных отверстий.

Рис. 2.60 - Схемы узлов сооружений на оросительных ка­налах:

1 - водовыпуски; 2 - водовыпуски с переездом; 3 - мост; 4 - дорога; 5 - водоподпорное сооружение; 6 - сброс; 7 - дюкер