Обустройство водозаборных и водопонижающих сооружений

Обустройство водозаборных и водопонижающих сооружений

 

1. Рыбозащитные сооружения: виды, принцип действия, применение

 

 

Типы рыбозащитных сооружений

Для предотвращения попадания скатывающихся личинок и мальков, а также взрослых рыб в водозаборные сооружения, размещаемые на рыбохозяйственных водоемах, необходимо предусматривать рыбозащитные сооружения. Также применяют рыбозащитные и рыбонаправляющие устройства для предотвращения попадания рыб в опасные для них зоны гидроэлектростанций и плотин и направления их к входу в рыбопропускные сооружения.

При проектировании рыбозащитных сооружений особенно важно знание плавательной способности рыб (времени, в течение которого рыба может поддерживать определенную скорость движения) и критических скоростей течения (минимальные скорости, при которых рыба сносится потоком), зависящих от образа жизни и возраста рыб, их физиологического состояния, температуры и освещенности воды. Кроме того необходимо учитывать, что наибольший рыбозащитный эффект может дать лишь комплексное воздействие на различные органы чувств рыб.

Типы рыбозащитных сооружений

Все рыбозащитные сооружения по принципу действия делятся на три группы: механические, гидравлические и физиологические.

1. Механические  рыбозащитные сооружения. Наибольшее применение в нашей стране и за рубежом нашли механические рыбозаградители, так как они эффективнее других рыбозащитных сооружений. Они представляют собой механическую преграду перед водозаборным сооружением. В зависимости от характера преграды различают фильтрующие и сетчатые рыбозаградители (плетни, решетки, каменные наброски, дамбы, фильтры различных конструкций, плоская сетка, ленточные вращающиеся сетки, сетчатые вращающиеся барабаны). По способу отведения рыбы выделяют рыбозаградители с рыбоотводом и без рыбоотвода (плоская сетка, сетчатые вращающиеся барабаны, бесконечная перемещающаяся лента, сетчатые конусы).

Все механические рыбозащитные сооружения состоят из несущей конструкции, преграждающего устройства, фильтрующих элементов, очистного устройства и подъемно-транспортного оборудования. Наиболее просты в эксплуатации и эффективны фильтры.Простейшими фильтрующими устройствами являются укрепленные наброски из хвороста, камней, фильтрующие дамбы из камня.

Сетчатые рыбозащитные сооружения различных типов также широко применяют в отечественной и зарубежной практике. При разработке их конструкции следует исходить из следующих положений:

1. путь молоди рыб преграждается  сеткой, которая должна беспрерывно  очищаться в целях обеспечения  заданной скорости течения воды;

2. сетка очищается гидравлическим  способом — водными струями, без  изъятия ее из воды;

3. устройство для очистки  сетки действует без механических приводов; энергия потока всасываемой воды используется для вращения сетчатого барабана или флейты.

2. Гидравлические  рыбозащитные сооружения. Рыбозаградители этого типа представляют собой устройства, с помощью которых перед водозаборами создаются гидравлические условия, препятствующие попаданию рыбы в водозабор и направляющие ее в рыбоотвод. К гидравлическим рыбозащитным сооружениям относятся запани, отбойные козырьки, зонтичные рыбозаградители, рыбозаградители заглубленного типа и жалюзийные рыбозаградители. Наиболее надежными гидравлическими рыбозащитными сооружениями являются рыбозаградители заглубленного типа и жалюзийные.

Рыбозащитное сооружение заглубленного типа применяют в случаях вынужденного расположения водозабора на местах нереста и нагула ценных промысловых рыб. Оно представляет собой оголовок, вынесенный на глубину 7—8 м и снабженный сверху козырьком. Забор воды осуществляется через боковые окна, оборудованные грубой решеткой.

Строительство и эксплуатация таких водозаборов требует больших капитальных затрат, связанных с выполнением специальных подводно-строительных работ, и значительных текущих расходов на водолазные работы по очистке решеток. Таким образом, данный метод рыбозащиты может быть рекомендован лишь в исключительных случаях, когда водозабор нельзя перенести в другое место.

Жалюзийный рыбозаградитель представляет собой расположенную под углом к потоку несущую конструкцию, на которой навешены секции жалюзей. Пластины жалюзийной решетки размещены таким образом, что создается впечатление наличия в воде сплошной стенки. Рыба видит преграду, останавливается, располагается головой против течения воды и относится к рыбоотводу. Биологическая основа действия жалюзийных установок состоит в комплексном воздействии на зрение, слух и органы боковой линий рыб.

3. Физиологические  рыбозащитные сооружения.

В таких сооружениях используют поведенческие реакции рыб на различные раздражители, вызывающие испуг или привлечение их (зрение, слух, органы боковой линии, осязание, причем применяют как отдельные раздражители, так и их комплекс. Таким образом, физиологические рыбозащитные сооружения предотвращают попадание рыбы в водозабор, не препятствуя движению воды. К этому типу рыбозащитных сооружений относятсяэлектрические рыбозаградители.

В основе работы электрических рыбозаградителей лежит воздействие на рыб электрических полей высокого напряжения. Рыба в электрическом поле стремится от катода к аноду, причем чем меньше рыба, тем большее напряжение нужно для ее отпугивания. Реакция на электрическое поле зависит также от вида рыбы; например, некоторые донные рыбы не чувствительны к его воздействию.

Электрорыбозаградитель состоит из системы электродов противоположной полярности, питающихся постоянным, переменным или импульсным постоянным током. Заградители различных типов отличаются разным расположением электродов и использованием для питания постоянного или переменного тока.

Недостатками существующих физиологических рыбозащитных сооружений являются, их значительная стоимость и сложность эксплуатации. 

 

РЗС

Заградительные – применяются для изменения траектории  движения рыбы путем создания дополнительных обводных каналов, по которым рыба может уйти( транспортировка рыбы из нижнего бьефа в верхний)

Типы: - конусный

-V,W образные (Сетчатые, струенаправляющий барабан)

Отгораживающие или транспортирующие

- воздушно- пузырьковая завеса

- электрозаграждение( электроды, сетка)

- транспортирующие каналы, шлюзы

 

 

2. Выбор места и типа поверхностных водозаборов. Классификация водозабор сооружений

 

Выбор места расположения и типа водозабора

При проектировании водозаборных сооружений необходимо установить категорию водозабора по степени обеспеченности подачи воды (табл. 7.1) и выбрать основные и второстепенные сооружения. К основным относятся сооружения, при повреждении которых водозабор не обеспечит подачу расчетного расхода воды потребителям. Класс основных сооружений водозабора устанавливается в соответствии с его категорией. Класс второстепенных сооружений, повреждение которых не приведет к снижению подачи воды потребителям, принимается на категорию меньше.

Производительность водозаборных сооружений   определяется по максимальному суточному расходу воды в населенном пункте с учетом расхода воды на собственные нужды очистных сооружений водопровода и водозабора и оценивается следующим образом: малая при   < 1 м3/с, средняя при 1 <  <6 м3/с, большая при   > 6 м3/с.

Условия забора воды (легкие, средние, тяжелые, очень тяжелые) устанавливаются по наиболее тяжелому виду затруднений в работе водозаборных сооружений в зависимости от устойчивости берегов и ложа источника, русловых и шуголедовых режимов, засоренности по показателям, приведенным в табл. 7.2.

Возможность забора воды из водоисточника без специальных сооружений (плотины, ковша, водоподводящего канала и пр.) проверяется по величине относительного водоотбора, которая определяется отношением производительности водозабора   к минимальному расчетному расходу воды в реке  .

При   ≤ 0,25 не требуется устройство специальных сооружений, при 0,25  < 0,75 надежный водоотбор возможен только из незашугованного открытого водотока при достаточных глубинах. В случае отсутствия благоприятных условий для забора воды при  > 0,25 или при наличии тяжелых условий необходимо применять дополнительные специальные сооружения. Класс водоподъемных и водо-хранилищных плотин, входящих в состав водозаборного гидроузла, следует принимать не ниже: II класса – для I категории водозаборов, III класса – для II категории, IV класса – для III категории водозаборов.

Выбор места устройства водозабора должен быть обоснован прогнозами качества воды в источнике, переформирования русла и побережья.

Кроме того, при выборе места водозабора рекомендуется учитывать следующие условия:

- место водозабора должно выбираться  на устойчивом участке реки, обладающем достаточными расходами и глубиной, расположенном возможно ближе к объектам водоснабжения;

- у места водозабора должны быть спокойные и благоприятные топографические формы берега русла без крутых косогоров, заливаемых пойм, изрезанностей оврагами и т.п.;

- выбираемый участок русла не  должен располагаться на перекате, иметь резких местных сужений, перепадов, быстрин, островов и кос;

- не допускается размещать водоприемники  в пределах зон движения судов, плотов, в зоне отложения и движения донных наносов, в местах зимовья и нереста рыб, на участке возможного разрушения берега, скопления плавника и водорослей, а также возникновения шугозажоров и заторов.

Не рекомендуется размещать водозаборы на участках нижнего бьефа ГЭС, прилегающих к гидроузлу, в верховьях водохранилищ, а также на участках, расположенных ниже устьев притоков водотоков и в устьях подпертых водотоков. Водозаборы нельзя располагать в зоне затопления наземных сооружений паводковыми водами (за исключением крибов), в сейсмических и других районах, где возможны оползневые явления, в результате которых происходит разрушение сооружений. В этих случаях предусматривается независимый дополнительный комплекс водозаборных сооружений. Водозабор необходимо размещать лишь в том месте, где имеется реальная возможность организации зоны санитарной охраны. Место забора воды для систем питьевого водоснабжения должно находиться выше по течению реки от населенных пунктов, животноводческих ферм и комплексов, выше выпусков сточных вод, выше стоянок судов, барж. В общем случае водозаборные сооружения должны быть размещены выше мест возможного загрязнения водоисточника.

Для правильного выбора типа водозабора, используя исходные данные, строят продольный профиль дна и берега реки в створе водозабора, наносят на него все расчетные уровни воды, ледостава и ледохода, указывают толщину ледяного покрова и отметку площадки для строительства. Следует отметить, что такие профили для нескольких створов водозаборов содержатся обычно в материалах предварительных изысканий, предшествующих проектированию.

Выбор типа водозабора производится в зависимости от условий забора воды и категории водозабора по табл. 7.3. В зависимости от производительности водозабора, природных условий и на основании построенного профиля выбирается нужная схема водозабора (табл. 7.4).

При выборе схемы водозабора одновременно по исходным данным подбирают тип насосов (горизонтальные или вертикальные) и решают вопрос устройства совмещенного или раздельного с насосной станцией водоприемного сооружения. Если принятый тип и схема водозабора не соответствуют необходимой степени надежности забора воды, то в проекте предусматриваются мероприятия для ее повышения.

Выбор схемы и компоновки водозаборного сооружения в тяжелых и очень тяжелых местных условиях следует принимать на основе предварительных исследований и изысканий на местности.

В отдельных случаях – при особо тяжелых шуголедовых условиях и малых глубинах потока – невозможно обеспечить устойчивую работу водозаборов с русловыми водоприемниками даже при малой их производительности, и в этом случае возникает необходимость устройства ковшей. Чаще всего ковши применяют при производительности водозабора более 2-3 м3/с.

По лекциям

Источником водоснабжения- является поверхностное или подземное сосредоточение  вод, которое по своим характеристикам  соответствует требованиям водоснабжения или могут быть приготовлены для протребителя при мин затратах

Источник водоснабжения должен обеспечивать :

1. Требуемый расход воды( бытовые нужды+ промышленные + пожаротушение + собственные нужды станции водоподготовки + поливомоечные работы)
2. Требуемое качество
3. Бесперебойность снабжения
4. Мин. Затраты на водоподготовку( использование самотечных систем, близость водоподготовки к водопользованию)

В качестве источников водоснабжения могут рассм.:

1. Пруды озера:

- с максим. Прозрачностью

- мин. Процессы перемешивания, т.е. концентрация загрязнений в определенной области акватории

          2)   реки:

- макс. Условия перемешивания  и  разбавления примесей

- характеризуется высокой  мутностью, большое количество примесей

3)  Подземные воды:

- свойства и состав практически не зависят от времени года температуры

- высокая степень защиты  от антропогенных воздействий