Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

122 страницы

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Рекомендации составлены на основе обобщения результатов исследований, выполненных во ВНИИ ВОДГЕО с 1944 года в связи с проектированием и постройкой водозаборов для водоснабжения промышленных предприятий. Методика гидравлического расчета Спковшей разработана для более усовершенствованной схемы Спковша с вертикальными стенками, предлагаемой для предстоящего составления типового проекта. Все результаты разработок прежних лет, которые не потеряли практического интереса и могут использоваться как примеры для проектирования, а также результаты исследований последних лет приведены в приложениях

 Скачать PDF

Оглавление

Введение

Основные сокращения и обозначения

Раздел 1. Рекомендации по устройству СПковшей

1. Общие технические условия на устройство СПковшей

     1.1. Основные положения

     1.2. Особенности работ, возникающие при включении в состав водозабора СПковша

     1.3. Классификация конструктивно-компоновочных схем СПковшей

     1.4. Характерные гидравлические режимы работы СПковшей

     1.5. Особенности защиты водоприемников, размещенных в СПковшах, от наносов, шугольда и сора

     1.6. Способы рыбозащиты при водоотборе из СПковша

2. Рекомендации по проектированию СПковшей с вертикальными стенками

     2.1. Выбор конструктивной и компоновочной схем СПковша

     2.2. Выбор варианта компоновки сооружений в плане

     2.3. Особенности конструктивных форм и компоновки СПковша

3. Гидравлические расчеты СПковша для периода межени

     3.1. Основные задачи и особенности расчета. Исходные данные

     3.2. Расчет обтекающего СПковша потока

     3.3. Расчет контура обхода СПковша донными износами

     3.4. Расчеты области водоворота при малых водоотборах из его акватории

     3.5. Особые формы структуры течений водоворота

4. Гидравлические расчеты СПковша для периода паводков

     4.1. Расчет обтекания СПковша в паводок

     4.2. Расчет перетекания в СФкарман через стенку верхового ограждения и течений в нем

     4.3. Расчеты скоростей течения в СФкармане и в ковше углубления вдоль водоприемника

Раздел 2. Приложения. Материалы для проектирования СПковшей

Предварительные замечания

1. СПковши, разработанные для условий рек Кузбасса

     1.1. Первые решения военных и послевоенных лет

     1.2. Решения, найденные для реконструкции действующих водоприемных ковшей традиционных типов

     1.3. Самопромывающийся вход ковша у пойменного берега ниже Новокузнецка

2. СПковши, разработанные для условий рек средней полосы территории Советского Союза

     2.1. СПковши, огражденные одной верховой шпорой выдвинутой в русло реки

     2.2. СПковши, огражденные двумя дамбами, выдвинутыми в русло с бычком-отражателем между ними

     2.3. СПковши, вынесенные из русла с откосными отражателями

     2.4. СПковши, размещенные в местном уширении русла судоходной реки, с косыми вертикальным отражателем и каналом на береговом откосе

     2.5. СПковши, огражденные вертикальными стенками

     2.6. СПковши с индивидуальными конструктивными схемами

     2.7. Краткие выводы

3. Примеры решений СПковша последних лет

     3.1. На одной из рек Белоруссии (1982 год)

     3.2. На р. Амуре у г. Хабаровска (1979 год)

     3.3. На реке Волге у города Калинина (1980 год)

     3.4. На реке Оке у города Калуги (1978 год)

     3.5. На реке Оке у города Рязани (1977 год)

4. Принятые основные положения гидравлики СПковшей

     4.1. Усовершенствованная схема струеформирующих сооружений СПковша

     4.2. Основы приближенных гидравлических расчетов СПковшей для периода межени

     4.3. Основы приближенных гидравлических расчетов СПковша в паводки

Литература

 
Дата введения01.01.2021
Добавлен в базу21.05.2015
Актуализация01.01.2021

Этот документ находится в:

Организации:

25.08.1983УтвержденВНИИ ВОДГЕО
РазработанВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ, КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ (ВНИИ ВОДГЕО) Госстроя СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

по проектированию самопромывающихся ковшей у затопленных водоприемников

Москва — 1985 всесоюзный

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ, КАНАЛИЗАЦИИ, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГИДРОГЕОЛОГИИ

(ВНИИ ВОДГЕО) Госстроя СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

по проектированию самопромывающихся ковшей у затопленных водоприемников

Москва — 1985

не затопляемый в паводки выступ низового борта ковша

(рис. 2, а);

5) СПковш, размещаемый в местном уширении русла у прижимного берега реки, который на подходе срезан до уровней межени и оформлен в виде постепенно уширяющейся бермы, выполняющей роль верхового ограждения; косые нисходящие, струенаправляющий канал и отражатель с вертикальной гранью (рис. 2, б) устроены выше местного уширения русла на спланированной поверхности берега;

Рис. 2. а —СПковш, врезанный в берег, с самопромываюшимся входом: / — наносонаправляющие; 2 — бортовые стенки; б —СПковш устроенный на р. Днепре в местном уширении русла с частичной срезкой береГа на подходе: / — отражатель; 2 — струеформирующий канал; А, Б — линия минимального уреза воды

6)    СПковш, стенка ВО и отражатель которого выполнен из железобетонных стенок, а заглубленный наклонный, уширяющийся книзу пол струеформирующего кармана обеспечивает обтекание затопленного водоприемника с одно- или двухсторонним фильтрующим водоотбором (рис. 3, а);

7)    СПковши с индивидуальными конструктивно-компоновочными схемами разрабатывались, в частности, при необходимости устройства СПковшей:

—    в нижних бьефах ГЭС и в верховьях водохранилищ;

—    на участках местного стеснения русел и выхода в берег и дно коренных пород (рис. 3, б).

10

1.4. Характерные гидравлические режимы работы СПковша

1.4.1. Для всех типов СПковшей существуют три характерных гидравлических режима, которые ниже рекомендуется условно именовать режимами межени, паводков и половодий. К режиму межени следует условно относить все течения у СПковша, при которых уровень воды оказывается равным

Рис. 3 .а — СПковш с усовершенствованными струсформирующими сооружениями: / — затопленный водоприемник; 2 — ковш (местное углубление); 3 — струеформирующий карман; 4 — верховая ограждающая дамба; 5 — отражатель; б — бПковш с индивидуальной конструктивно-компоновочной схемой

или меньшим уровня гребня стенки ВО (рис. 4, а). Аналогично к паводку следует условно относить все режимы, уровни воды которых равны или меньше уровня верха отражателя, а к половодью — все режимы, уровень воды при которых выше уровня верха отражателя.

1.4.2. Следует иметь в виду, что все названные режимы можно характеризовать и как три формы береговой остановившейся ВП, из которых волна межени характеризуется наиболее простыми гипсометрическими формами и структурными схемами течений. В этой остановившейся ВП можно выделить зоны подпора (сеч. / на рис. 4, о) наибольшего сжатия (сеч. в) и разделяющую их полосу (сеч. 2), дающую представление о невозмущенном, но стесненном потоке со

И

О)



5)



о t 2 Зм


Рис. 4. Структурпые схемы двух основных режимов работы СПковша: в межень (а) и в паводок (б); в, г, <3, е — типы затопленных водоприемников, использовавшихся в СПковшах: / — дно ковша; 2 — водоприемные отверстия; 3 — минимальный уровень; 4 — гребень стенки ВО;

5 — отражатель


скоростью v0, а также вихревой след (водоворот) за стесняющими поток сооружениями.

Высота остановившейся ВП, измеренная как разность наибольших значений отметок в подпоре Vnn и наинизших на спаде Vc для косых препятствий течению с углом набегания 35° <ф <45°, по опытам в открытых лотках составляет величины hв « vn2/g*. Длина водоворота L при ширине препятствия течению d изменяется в широких пределах, но при отсутствии водоотбора составляет величины L = (5-4-6) d. При наличии водоотбора из акватории водоворота его длина оказывается меньшей.

1.4.3. Аналогично паводочную остановившуюся ВП следует характеризовать как некоторую сумму двух таких воли, возбуждаемых затопленной стенкой ВО и незатопленным отражателем СПковша. Суммарная волна по структурной схеме своих течений оказывается более сложной.

При малых величинах слоя воды, переливающегося через стенку ВО, за последней устанавливается уровень сжатого се-


* Опыты в закрытых трубах и с большим диапазоном углов набегания «я п-пстинк\' большой длины дали больший диапазон изменения уровня за пластинами до    V. -,(\Л - 2.38WI2* - h, = (0,7 -\.\9) u<?|g

хг


чения, а на гребне — перепад, практически равный высоте остановившейся ВП. В этом случае перед стенкой ВО может возникать у берега подсос на гребень ограждения набегающих на него придонных масс потока. С увеличением толщины слоя перелива и уменьшением перепада на верховом ограждении подсос на его гребень несколько ослабевает, а донные токи в обход верхового ограждения сохраняются.

1.4.4. Из опыта известно, что влияние бокового стеснения потока, создаваемого выдвинутостью верхового ограждения СПковша в меженное русло на величину d распространяется с разной интенсивностью на ширину В <^20 d. При устройстве СПковшей, когда допустимы довольно грубые приближения (например при выборе ширины фрагмента модели русла и др.), влияние бокового стеснения для потока межени допускается считать на ширине равной В ^ (3 -f- 4) d1.

Следует учитывать, что в мелкозернистых несвязных грунтах на прямолинейных руслах состояние подпора, вызванное боковым стеснением, при достаточно длительном воздействии осветленного потока на дно иногда почти полностью исключается: у стеснения формируется достаточный по величине местный размыв, обладающий своеобразными морфологическими формами. Под уровнем неразмытого дна в сечении размыва формируется винтообразное обходное течение, которое за препятствием дает конус растекания на поверхности взамен формировавшегося здесь ранее водоворота.

1.5. Особенности защиты водоприемников, размещенных в СПковшах, от наносов, шугольда и сора

1.5.1. Типы используемых водоприемников. Следует иметь в виду, что в СПковшах, образованных одной затопляемой в паводки дамбой, ранее применялись водоприемники берегового типа. Скорости забора воды в них принимались в 2—3 раза большими, чем ныне. В настоящее время, в целях рыбоза-щиты, скорости втекания в отверствия снижены, площади водоприемных отверстий соответственно увеличены, так что размещение их в стенах водоприемных колодцев при значительных водоотборах стало невозможным.

В СПковшах по примеру последних лет следует применять преимущественно типовые (QB = 1,5 м3/с) затопленные водоприемники с вихревыми камерами и развитой площадью во-

доприемных отверстий, огражденных съемными фильтрами (рис. 4, в). Для малых расходов воды (QB ^ 1 м3/с) можно применять несъемные галечные фильтры консольного типа (рис. 4, г) очень удобные для обратной промывки. Фильтры являются средством защиты молоди рыб и задержания сора.

Для производительности QB^3 м3/с следует применять типовые решения в форме водоприемников с двухсторонним приемом воды (рис. 4, д), учитывая, что это вызывает необходимость в нежелательном уширении СПковша. Во всех водоприемниках с вихревыми камерами необходимо применять съемные фильтры. Следует лишь учитывать, что их фильтрующее заполнение в настоящее время еще проходит проверку, причем в качестве конкурирующих вариантов заполнения рассматриваются реечные кассеты, синтетические шары диаметром 3,5 см сплошные и полые. От заполнений фильтра керам-зитобетоном следует воздерживаться, как и от пороэласта, а керамзит предварительно подвергнуть проверке на обрастание.

Для производительности QB ~ 5 м3/с размеры водоприемных отверстий становятся столь значительными, что размещение их на ограниченной СПковшами, еще промываемой потоком длине, не оказывается возможным. Было разработано решение (см. рис. 4, е), которое требует применения разветвленных вихревых камер, съемных наклонных фильтров, эпизодически промываемых обратным током воды и более часто — импульсами обратных волн колебания массы воды, заключенной в самотечных трубах и специально оборудованных стояках. Возбуждение колебаний пневматическое. При промывках фильтров для удаления сора стремятся использовать контурные течения водоворотов, не исключая также и механические средства.

Общей особенностью перечисленных типов затопленных водоприемников является их ограниченная высота над дном ковша, благодаря чему его заглубление становится минимальным. Расположение водоприемников в СПковше обеспечивает их доступность при эксплуатации. Такие водоприемники, расположенные в СПковше согласно СНиПу 2.04.02-84 [5] могут применяться в водозаборах первой категории надежности водоподачи*.

1.5.2. Особенности наносозащиты. Следует учитывать, что общие условия наносозащиты водоприема в данном случае определяются тем, что СПковши устраивают только на

участках устойчивых русел равнинных рек средней полосы Советского Союза. Потоки этих рек характеризуются малыми числами Фруда (Fr<0,16)*. Русла чаще всего сложены песками разной крупности и только в районах предгорий галечногравелистыми грунтами. Средние скорости течения в реках при руслоформирующих расходах воды превышают средние величины гидравлической крупности отложений дна в 10 — 60 раз. В пределах названных характеристик потоков и русел на дне их возможны [10] три вида гряд: рифеля, плоские и перекошенные. Скорость передвижения этих образований в высокую воду может достигать 40—80 м/сут, относительная высота гряд А/Н = 0,08—0,15, а пологость А/К =* 0,10—0,04.

1.5.3.    Разработанные к настоящему времени конструкции СПковшей позволяют выбирать систему наносозащиты водо-приема сообразно местным природным условиям каждого частного случая.

При этом основная задача наносозащиты — направить влекомые наносы в обход места приема воды — решается главным образом стенкой или дамбой ВО. Ее наносозащитное действие по мере возрастания угрозы завала ковша наносами может последовательно усиливаться либо устройством второй, т. е. низовой дамбы, либо добавлением к ним отражателя с вертикальной отражающей гранью, либо отражателя, работающего в СФкармане. В связи с указанным правильная оценка всех природных особенностей месторасположения водозабора приобретает особо важное значение, как и исключение ранее допускавшихся упущений.

1.5.4.    Мероприятия по шугозащите места затопленного во-доприема должны назначаться в зависимости от особенностей шуголедового режима реки на участке водозабора.

На шугозажорных реках предгорий Сибири [6], имеющих гравелисто-галечное русло на полускальных породах, месторасположения водоприемника ограждалось верховыми дамбами, гребень которых поднимался до высоких уровней шуго-хода. При этом на участке русла, расположенном непосредственно ниже водозабора, исключались помехи движению шуги, которые могли служить очагами русловых и береговых шугозажоров при сниженных уровнях воды в реке.

Выполнение требования об обеспечении условий для транзита шуги в обход водозабора должно считаться обязательным. В отдельных случаях это может быть связано с созданием выше СПковша временных преград, например установкой

Здесь Fr ** о/ ^gH.

15

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ САМОПРОМЫВАЮЩИХСЯ КОВШЕЙ У ЗАТОПЛЕННЫХ ВОДОПРИЕМНИКОВ. М., ВНИИ ВОДГЕО, <984, 121 с.

Рекомендации составлены на основе обобщения результатов исследований, выполненных во ВНИИ ВОДГЕО с 1944 года в связи с проектированием и постройкой водозаборов для водоснабжения промышленных предприятий. Методика гидравлического расчета СПковшей разработана для более усовершенствованной схемы СПковша с вертикальными стенками, предлагаемой для предстоящего составления типового проекта. Все результаты разработок прежних лет, которые не потеряли практического интереса и могут использоваться как примеры для проектирования, а также результаты исследований последних лет приведены в приложениях.

Рекомендации составлены докт. техн. наук, профессором |А. С. Образовским, | ст. научн. сотр. Г. Б. Войно-Сидорович, ст. инж. А. А. Тимоновой.

Они рассмотрены и одобрены к опубликованию секцией инженерной гидравлики и гидрологии научно-технического совета ВНИИ ВОДГЕО 25.08.1983 г., редакционно-издательским советом института и утверждены директором института ВОДГЕО чл.-корр. АН СССР, докт. техн. наук, проф. С. В. Яковлевым.

Научный редактор —докт. техн. наук, профессор Т. Г. Вой-нич-Сяноженцкий.

ВВЕДЕНИЕ

1.    Самопромывающиеся ковши (СПковши) на реках с малыми или недостаточными глубинами применяют для поддержания у водоприемников глубин, которые необходимы для бесперебойного отбора воды в системы водоснабжения. При этом СПковши выполняют все функции по защите водоприемников от наносных, шуголедовых и других помех их нормальной работе. Многолетний опыт показал, что СПковши обладают техническими и экономическими преимуществами по сравнению с водоприемными ковшами традиционных типов.

2.    Водоприемные СПковши возникли в сороковые годы как затопляемые в паводки промывающиеся низовые входы в ковши традиционных типов. Впервые такой вход был осуществлен в 1943—1944 гг. на р. Томи в ковше Кузнецкого металлургического кобината (КМК). В ВОД ГЕО модель этого ковша была подвергнута лабораторному изучению в 1944—1945 гг.

В 1948—1949 гг. на р. Томи у г. Юрги был построен второй, более выдвинутый в русло промывающийся вход в короткий незатопляемый ковш. Он избавил от обременительных очисток ковша от наносов, выполнявшихся в больших объемах на смежном ковше у г. Кемерово и, кроме того, позволил легко преодолеть широкую полосу прибрежного мелководья и береговых шугозажоров.

В 1948—1949 гг. институт ВОДГЕО опубликовал первую монографию «Водоприемный ковш с самопромывающимся входом» [1] и статью «Исследование работы верховой заливаемой дамбы ковшевого водоприемника» [2], в которых впервые были приведены результаты гидравлических исследований этих сооружений.

СПковши, построенные в последующие годы по проектам, которые предварительно были уточнены в лабораториях, дали вполне удовлетворительные результаты. Однако сооружения, построенные по не проверенным на моделях проектам, в некоторых случаях не обнаружили ожидавшейся эффективности. Как показало изучение этих неудач, почти все они были вы-

3

званы неучетом в проектах и при постройке важнейших особенностей гидравлической структуры потока, формируемой элементами СПковша. Объясняется это и сложностью гидравлической структуры течений, обеспечивающих самопромыв, и недостаточностью знакомств с нею, и отсутствием пособий и материалов по проектированию ковшей этого типа.

До настоящего времени по требованиям СНиПа проектирование СПковшей должно было сопровождаться лабораторными исследованиями. В настоящее время проектирование СПковшей может быть значительно облегчено за счет надлежащего использования накопленного экспериментального материала, в частности за счет разработки типового проекта. Подготовка гидравлической основы последней и была первой задачей предлагаемых рекомендаций по проектированию.

3.    За последние 25 лет во ВНИИ ВОДГЕО были разработаны СПковши для условий 17 бассейнов рек от Западной Двины и Немана, на Днепре, Оке и Волге до Иртыша, Томи и Амура. Разнообразие найденных решений, в значительной мере определявшихся своеобразием местных природных условий, оказалось очень большим.

На реках Западной Сибири, дно русел которых расположено на полускальных породах, СПковши выполнялись с применением каменно-набросных дамб. На реках же Европейской территории, где русла рек почти всегда сложены мягкими грунтами, в конструкцию СПковшей были введены свайные стенки. Это дало основу новым конструктивным схемам [3, 4], обладавшим большей однотипностью, среди которых (из разработок последних лет) и была выбрана конструктивная и компоновочная схема для намеченного разработкой типового проекта СПковша.

4.    Необходимо учитывать, что рекомендации по проектированию СПковшей являются своеобразным конкретизированием требований СНиПа 2.04.02-84 [5].

Этими требованиями СПковши у затопленных водоприемников систем водоснабжения рассматриваются как сооружения, обеспечивающие устойчивое местное увеличение глубин у отверстий для приема воды, а кроме того защищающие водоприемники от наносных шуголедовых и других помех их нормальной работе. Поэтому по СНиПу такие водоприемники разрешается считать обладающими первой степенью надежности забора воды, в то время как для затопленных водоприемников, размещаемых в русле, эта степень должна приниматься второй.

При проектировании водозаборов первой категории на-

дежности это обстоятельство получает существенное, если не решающее, значение.

5. Необычайная сложность течений, формируемых головными сооружениями СПковша, обусловила ряд своеобразных особенностей предлагаемых рекомендаций по проектированию СПковшей. Они разрабатывались лишь как основы гидравлики СПковшей и как обусловливаемые гидравликой наиболее эффективные конструктивные и компоновочные формы СПковша, осуществляемые только в вариантах с вертикальными стенками у затопленных водоприемников с односторонним и двухсторонним водоотбором.

Все возможные у СПковша гидравлические режимы разделены на 3 группы:

1)    режимы межени, не дающие затопления ограждающих стенок, воспроизводящие различные схемы одностороннего обтекания косых препятствий течению с образованием за преградой водоворотов; методику приближенных расчетов течений при этих режимах оказалось возможным построить на результатах экспериментальных и теоретических исследований двухстороннего обтекания косых пластинок после приведения их к схеме одностороннего обтекания и использования ранее не применявшегося понятия косой остановившейся волны перемещения;

2)    режимы паводков, при которых верховое ограждение СПковша подвергается затоплению до 2—3 м, т. е. до гребня отражателя; в этом режиме структура течений, формируемых с перетеканием, отражением и образованием винтообразных струй, оказывается наиболее сложной и трудно поддающейся описанию; она была воспроизведена в опытах на контрольной модели СПковша, специально построенной для проверки исходных положений, возникавших при разработке рекомендаций;

3)    режимы половодий характеризуются полным затоплением сооружений СПковша; при этих режимах структурные схемы течений в ковше аналогичны паводочным, хотя обтекание сооружений СПковша становится еще более сложным; режимы половодий в приводимых ниже рекомендациях специально не рассматриваются.

Рекомендации составлены и изложены с учетом материалов по гидравлике водоприемных ковшей и водозаборным сооружениям для водоснабжения из поверхностных источников, приведенных в работах [6—9], и по результатам обобщения накопленного практикой опыта, приведенным в приложениях.

При подготовке рукописи к печати были учтены замечания докт. техн. наук, проф. Т. Г. Войнич-Сяноженцкого и предло-

5

жения главных специалистов-гидротехников проектных институтов Союзводоканалпроект — И. И. Ларина и Атомтепло-электропроект — С. Л. Зисмана, а также специалистов проектных институтов Гипрокоммунводоканал, Уралводоканал, Минского и Сибирского отделений Союзводоканалпроекта.

Основные сокращения и обозначения в тексте

СПковш — самопромываюшийся ковш;

СФкарман — струеформирующий карман;

остановившаяся ВО — остановившаяся волна перемещения;

стенка ВО —стенка верхового ограждения;

СНстенка — низовая струенаправляющая стенка;

ЕТСС — Европейская территория Советского Союза;

QB — расход водозабора, м3/с;

Н, р — глубина потока; высота местной преграды течению, м; пористость фильтра б/р;

В — ширина потока, м;

d — размер выдвинутости в поток стенки, ширина стеснения, м;

ho, Лв, h — соответственно высота слоя перетекания воды на гребне, высота остановившейся ВП, другие обозначения глубины и толщины слоя, м;

V», уп, Уд — скорости на вертикалях руслового потока, соответственно средняя, поверхностная и донная, м/с;

упп, t'o, ус — средние скорости течения в обтекающем препятствие потоке, м/с, в сечениях подпора, перехода и спада;

S, s — криволинейная ось и абсцисса, взятая по линии тока,

м;

Vn, V0, Vc — характерные отметки профиля остановившейся ВП соответственно в зоне подпора, границы подпора, сжатого сечения, м;

VBB, V„c,    V,,    Vor    —    отметки верха водоприемника,

верховой стенки, дна кармана, дна ковша, верха отражателя;

k — параметр распределения скоростей по глубине, б/р;

— ихтиологический параметр;

Д/>. — относительная высота донных гряд в русле;

т — заложение откоса; в расчете длины расширения струи — коэффициент;

А — ширина обтекаемой потоком косой пластинки в плане, м;

п — коэффициент, в координатах угла верхового ограждения;

n = В/d — параметр стеснения русла;

а — угол расположения пластинки к линии берега;

Ф — угол атаки, угол косины набегания потока;

фу — коэффициент скорости;

(5 — угол одностороннего расширения плоской струи (Р — 0,125 — параметр в формулах Н. Ф. Данелия).

Все отметки в рисунках и в тексте — условные.

Раздел 1. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ СПКОВШЕИ

1. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА УСТРОЙСТВО СПКОВШЕИ

1.1. Основные положения

1.1.1.    Нижеприводимые рекомендации распространяются на СПковши, устраиваемые в руслах устойчивых рек средней полосы территории Советского Союза.

1.1.2.    Рекомендации составлены в развитие и конкретизирование требований СНиПа 2.04.02-84, сформулированных в пп. 5.89, 5.90, которыми определяются возможности повышения категории надежности водоподачи затопленными водоприемниками со второй категории до первой.

1.1.3.    СПковши применяются для поддержания у водоприемников заданных при постройке глубин, которые необходимы для бесперебойного отбора воды в системы водоснабжения.

1.1.4.    Для устройства СПковшей более пригодными оказываются реки, у которых уровни предзимней межени существенно ниже уровней паводков и половодий.

1.1.5.    Необходимые величины глубин у водоприемника создаются местным углублением русла, которое называют также ковшом углубления. Для их поддержания во времени необходимо применять специальные ограждающие, струеформирующие и струенаправляющие сооружения. Их конструктивные формы и компоновка в плане и профиле определяют тип СПковша и специфику его гидравлической работы.

1.1.6.    Струеформирующие сооружения СПковша работают только за счёт кинетической энергии, отбираемой из набегающего на них потока. Это следует принимать во внимание еще при выборе места и створа расположения сооружений, чтобы обеспечить более выгодное набегание потока на сооружения СПковша с достаточно большими скоростями течений.

1.2. Особенности работ, возникающие при включении в состав водозабора СПковша

1.2.1. Створ расположения водозабора следует выбирать на вогнутых прижимных, в крайнем случае прямолинейных

7

участках берега, имея в виду, что в других случаях решение СПковша окажется более сложным и может потребовать отработки в лаборатории.

1.2.2.    На несудоходных реках сооружения СПковша всегда предпочтительнее выдвигать в поток. На судоходных реках это не всегда возможно, а расположение сооружений должно быть согласовано с организациями водного транспорта. В тех случаях, когда расположение сооружений СПковша по требованию водного транспорта принимается за пределами минимального расчетного сечения потока, задача, решаемая СПковшом, значительно усложняется, а искомое решение часто достигается только с помощью лабораторного моделирования.

1.2.3.    Устройство в составе водозабора СПковша всегда вызывает — на участке русла между ближайшими к месту водозабора верхним и нижним перекатами — дополнительные изыскательские работы. Более детальному изучению подлежат:

—    режим колебания уровней воды внутри года;

—    режим прибрежных течений в русле выше створа в межень и паводки;

—    особенности перемещения в прибрежной зоне донных наносов, шуги и льда;

—    литологическое строение русла в пределах расположения всех сооружений СПковша.

1.2.4.    При выполнении сооружений в натуре следует считать опасными и недопустимыми разного рода недоделки, в том числе не убранные из русла части вспомогательных сооружений, скопление разного рода отвалов, сора и т. п. При их наличии сооружения не должны приниматься до полного устранения таких недоделок.

1.2.5.    Наличие в составе водозабора СПковша должно обязывать эксплуатационную службу исключать зарастание кустарниковой растительностью подходов к головным сооружениям СПковша.

1.3. Классификация конструктивно-компоновочных схем СПковшей

Конструктивно-компоновочные схемы СПковшей определяются местными природными условиями. Их следует различать по расходу и типу водоотбора из ковша; расположению водоприемника и ковша — углубления, а также других выступающих в русло сооружений; числу стенок (дамб) ограж-

8

дения; профилю дна СФкармана; конструкции ограждений и отражателя.

СПковши, выполненные по индивидуальным, только им присущим конструктивным схемам, были выделены в отдельную группу. Остальные классифицированы по следующим сочетаниям перечисленных ниже признаков:

1) СПковши, огражденные одной, выдвинутой в русло заливаемой дамбой, с отбором воды из ковша короткими открытыми каналами (рис. 1, б) или затопленными водоприемниками;

Рис. 1. Основные элементы узла сооружений: а — русловой СПковш: / — затопленный водоприемник; 2 — дамба ВО; 3 — низовая дамба; * — СФкарман; 5 — отражатель; бив — СПковши, огражденные выдви-утыми в русло короткими заливаемыми дамбами; б — одной — на р. Березине, в — двумя — на р. Томи

2)    СПковши, огражденные двумя разной высоты и длины заливаемыми дамбами, выдвинутыми в русло, с водоотбором из ковша в короткие открытые каналы (рис. 1, в)\

3)    СПковши, огражденные двумя разной высоты заливаемыми дамбами, выдвинутыми или вынесенными в русло, со стенкой-отражателем между ними и водоотбором в затопленные водоприемники (рис. 1, а);

4)    водоприемные ковши или каналы, врезанные в берег, с развернутым вдоль русла уширенным самопромывающимся входом, у которого верховым ограждением является срезанный до уровней межени берег, а отражателем — откосный

9

1

В жестком русле; ниже, для расчета скорости обтекания, влияние стеснения принимается на ширину до (5 + 6) d.

13

Более подробное описание их приведено в работе [8] и [9].

14