Горные водозаборные гидроузлы

Горные участки рек отли­чаются следующими явлениями: непродолжительными и быстро-возникающими ливневыми паводками, сопровождающимися пере­носом большого количества крупных донных наносов, значитель­ными суточными колебаниями расходов, вызываемыми усиленным таянием снегов и ледников днем и замедленным - ночью, относительно небольшим содержанием в потоке воды мелких наносов. Для малых рек характерно почти полное прекращение поверхностного потока в межень, когда остаются лишь грунтовые воды, текущие в гравелисто-галечниковом русле. Нередко на горных реках наблюдается прохождение селей, а также образование шуги.

Требования, предъявляемые к водозаборным гидроузлам на горных реках, устанавливаемых с низконапорными плотинами:

1.минимальное стеснение русла;

2.обеспечение устойчивого подхода воды к сооружению;

3.недопущение в водозабор крупных наносов (гравия, гальки);

4) наличие в плотине широкого и всегда открытого пролета, способного пропустить большую часть паводкового расхода и смытые со склонов камни и деревья.

Такого рода  водозабор, называемый также донным или кавказским, показан на рис. 23.29. Поперек реки расположена галерея, у которой

 Рис. 23.29  Горный водозабор:
1 - фильтр;   2 - отверстия;   3 - донная  решетка;   4 - направляющие  дамбы;   5 - труба; 6 - канал

донная и верховая стенки - сквозные (дырчатые), защищенные   фильтром, донная   галерея  может   занимать  водосбросной фронт или часть его в зависимости от потребного для водозабора расхода воды.    На   участке b-с галерея   перекрыта дырчатой плитой с отверстиями 5-10 мм, пропускающими лишь воду, песок и мелкий гравий. Крупные наносы, камни, деревья сво­бодно проходят над ней в нижний бьеф.
Недостатком донного водозабора является возможность забив­ки решетки галькой, сучьями, листвой, что требует ее очистки.

Более сложную конструкцию имеет послойно-решетчатый водо­забор, предложенный Н. Ф.Данелия (рис.23.30).Область примене­ния его относится

 Рис. 23.30 Схема послойно-решетчатого водозабора:
1 - криволинейный   канал;   2 - двухкамерный   отстойник;   3 - решетки    верхнего    яруса; 4 - решетки нижнего яруса; 5 - водосброс; 6 - пустотелые быки

к горным (высокогорным) и предгорным участ­кам рек, имеющих следующие характеристики: расход реки (Q_Р = 0,2-500 м³/с, скорость течения v_ср= 1-6 м/с, уклон i = 0,01-0,1; расход водозабора Q₃ = 0,2-12 м³/с. Основными элементами в послойно-решетчатом водозаборе являются небольшие по разме­рам и затапливаемые во время прохождения паводка пустотелые быки 6, которые размещаются над водосбросной галереей, распо­лагаемой в примыкающей к берегу части водосбросной плотины. При пропуске воды над галереей и обтекании быков на их лобовой поверхности возникает донное (обратное) течение, которое, пере­ходя во вращательное движение, направляет донные наносы в об­ход быков, в нижний бьеф. Результатом расслоения потока перед фронтом и вдоль быков часть дна оказывается очищенной от на­носов. В боковых частях пролетов, свободных от движения донных наносов, размещают частые решетки нижнего яруса 4, через кото­рые вода забирается в галерею при меженных расходах воды, сред­няя часть пролетов не имеет решеток и перекрывается наглухо, яв­ляясь холостым сбросом. Ввиду отсутствия донных наносов в верх­них слоях воды быки сверху покрывают решетками 3, через которые в галерею попадает вода при прохождении паводковых вод.

Плотинный водозабор с входными отверстиями в быках и ус­тоях был предложен В. Г. Айвазяном и осуществлен на р. Мзымте для Краснополянской ГЭС (рис. 23.31). Паводковые расходы, а также влекомые

 Рис. 23.31 Плотинный водозабор:
1 - водоприемное отверстие; 2 - шандорный паз; 3 - паз затвора; 4 - паз затвора водо­приемной галереи; 5 - водоприемная галерея; 6 - лоток; 7 - гравиеловка

потоком донные наносы сбрасываются в нижний бьеф через отверстия плотины. В быках и сопрягающих устоях на отметках верхних слоев потока устраиваются водоводы, вход 1 в которые защищен решетками. За плотиной отдельные водоводы объединяются общим лотком 6, который направляет воду в от­стойник. Дно лотка имеет перекрытые затворами отверстия для очистки его от крупных наносов 7. Водозабор предназначен для подачи сравнительно небольшого расхода воды (35 м³/с), но, как показали дальнейшие проработки, может быть применен для водоподачи, доходящей до 65-100 м³/с.