Выбор места расположения, типа и конструктивной схемы водозаборных сооружений

5.1. При выборе места расположения, типа и конструктивной схемы водозаборных сооружений следует учитывать:

назначение водозабора и предъявляемые к нему требования;

наличие в водотоке необходимых глубин, качество воды должно соответствовать санитарным требованиям;

требования бесперебойности подачи воды потребителю;

гидрологические, топографические, геологические, гидрогеологические, ихтиологические условия, а также условия суровых климатических зон;

требования судоходства и органов рыбоохраны;

условия строительства сооружений, последующей эксплуатации их и перспективы водохозяйственных мероприятий на данном водоисточнике;

экономическую целесообразность принятых решений.

5.2. При выборе места расположения водозабора должен составляться и учитываться прогноз:

качества воды в источнике;

руслового процесса;

ихтиологической обстановки;

поведения вечномерзлых грунтов гидротермического режима.

5.3. При выборе места водозабора для районов распространения вечномерзлых грунтов дополнительно необходимо учитывать: степень промерзания водоемов, наличие талых подрусловых зон грунтов, температуру воды в водоисточнике в зимний период, влияние оттаивающих грунтов на качество забираемой воды, возможность расположения водозабора вблизи источника тепла (ТЭЦ, котельных и т. п.), защищенность от ветра и снегозаносимость площадок для размещения сооружений.

5.4. При выборе места расположения водозабора необходимо не допускать размещение водоприемника водозаборов в пределах зон движения судов, плотов, в зоне отложения донных наносов, в местах зимовья и нереста рыб, на участках возможного разрушения берега, возникновения шугозажоров, заторов и перемерзания водотока, а также в местах скопления плавника и водорослей.

Не рекомендуется размещать водоприемники водозаборов на участках нижнего бьефа ГЭС, непосредственно прилегающих к гидроузлу; в верховьях водохранилищ, а также на участках, расположенных ниже устьев притоков рек и в устьях подпертых рек.

Место забора воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения должно приниматься выше по течению водотока выпусков сточных вод, населенных пунктов, расположенных на берегу кладбищ и скотомогильников, а также стоянок судов, лесных барж, товарно-транспортных баз и складов, в районах, обеспечивающих санитарную охрану.

5.5. На реках с легкими шуголедовыми условиями наиболее благоприятными для размещения водозаборов являются участки реки с руслом криволинейного очертания в плане. Водозаборное сооружение в этом случае располагается на вогнутом берегу, в зоне наибольших глубин русла. При этом необходимо предусматривать мероприятия по сохранению берегового откоса и его укреплению.

На реках с тяжелыми шуголедовыми условиями водозаборы целесообразно размещать на сравнительно прямолинейных участках или за излучинами. При этом следует выбирать устойчивые суженные места русла с наибольшими глубинами и скоростями течения.

5.6. Выбор места расположения водозабора и его конструкции непосредственно связан с уровнями и глубинами на избранном участке реки. Большие глубины являются фактором, благоприятным для устройства водозабора, так как при этом более эффективным становятся средства борьбы с наносами, льдом и пр.

Для нормальной работы водозаборных сооружений необходимо обеспечить заданные глубины на относительно малой части русла, непосредственно примыкающей к водозабору.

5.7. При выборе места расположения водозабора следует учитывать тип руслового процесса:

при ленточно-грядовом типе водоприемники следует устанавливать с таким расчетом, чтобы они одновременно не попадали на гребни гряд (установка одиночного водоприемника должна быть обоснована в зависимости от высоты гряд);

при побочневом типе руслового процесса так же, как и при ленточно-грядовом, место расположения водозабора и створ следует выбирать в нижней части плеса или у мест выхода в русло коренных пород. Здесь деформации русла затруднены, и положение речного потока фиксируется выходом слаборазмываемых пород;

при свободном меандрировании размещение водоприемных оголовков следует назначать с учетом стадии развития излучины, скорости ее плановых деформаций и глубины на верхнем и нижнем перекатах. Для размещения водозабора следует выбирать наиболее разработанные излучины в русле, вогнутые берега которых деформируются в наименьшей степени;

при незавершенном меандрировании водоприемник может располагаться как в основном русле, так и в спрямляющем протоке. При выборе места створа водозабора необходимо учитывать, что основное русло и спрямляющий проток проходит в своем развитии разные стадии, свойственные разным типам руслового процесса; ленточно-грядовому, побочневому, ограниченному меандрированию, свободному меандрированию.

При проектировании водозабора не рекомендуется:

размещать створ водозабора ниже разрабатывающего протока;

устраивать водозабор в протоке в период активной разработки в ширину;

располагать водозабор в ухвостье острова;

при русловой многорукавности выбор места расположения водозабора крайне затруднителен. Створ должен привязываться к имеющимся теснинам русла или располагаться вблизи гидротехнических сооружений, фиксирующих плановое положение русла.

5.8. Основными факторами, влияющими на выбор типа и конструктивной схемы водозаборных сооружений, являются:

гидрологические характеристики источника водоснабжения в естественном его состоянии – скорости, расходы, глубины и колебания уровней воды, наносы, ледовый режим;

топография русла и берегов – плановое очертание, извилистость русла, высота берегов, удаленность от потребителя;

геология русла и берега в районе водозабора (влияют на выбор схемы ввиду необходимости выбора основания под сооружения, определения степени размываемости русла и установления мероприятий для защиты водозабора от наносов);

система водоснабжения предприятия – прямоточная, оборотная и пр.;

потребление и качество воды;

категория водозабора по надежности подачи воды;

особенности местных условий строительства сооружений;

требуемый расход воды и намечаемое увеличение производительности водозабора;

экономические соображения;

ихтиологическая обстановка в месте расположения водозабора: видовой состав рыб, время нереста и ската рыбной молоди.

5.9. Наибольшее распространение получили два типа водозабора, которые отличаются между собой расположением водоприемника относительно берега: береговой и русловой.

5.10. Доступность водоприемных отверстий для обслуживания имеет очень большое значение для бесперебойной подачи воды. Поэтому береговые водоприемники по надежности подачи воды оценивают одной категорией выше.

Необходимая надежность от завала наносами подходов к береговому водозабору может быть достигнута выполнением водозабора со смешанным или комбинированным приемом воды, когда одновременно устраиваются береговой и русловой водоприемники.

Существенным упрощением технологической схемы является широко применяемое совмещение колодца и насосной станции в одном сооружении. Подобное совмещение необходимо в случаях применения насосов с малой высотой всасывания; значительной амплитудой колебания уровней воды в реке (большей 10 м); повышенных требований к бесперебойности работы насосной станции I подъема, удовлетворяемых установкой насосов «под залив».

В других условиях может оказаться более приемлемой раздельная компоновка водозабора.

На реках северо-востока страны, где глубины в зимний период очень малы, применяют подрусловые водоприемники – инфильтрационные и фильтрующие. При этом для исключения перемерзания самотечные водоводы в береговой зоне вечномерзлых грунтов укладывают в утепляемых штольнях.

На водотоках, где осуществляется сплав леса плотами, русловые затопленные водоприемники делают массивными, с плавными внешними формами.

При неблагоприятных условиях забора воды, не поддающихся улучшению в результате проведения приемлемых по стоимости мероприятий или при специальных требованиях водозаборные сооружения устраивают либо с водоприемниками двух типов, либо расчлененными на два узла, которые располагают на разных водотоках или в разных местах и створах. Производительность каждого из таких водозаборных узлов в зависимости от местных природных условий и особенностей водопотребителя назначают в пределах 50-100 %-ной полной производительности водозабора.

5.11. Влияние величины расхода воды, забираемого из реки, обычно учитывают по относительному водоотбору, выражаемому в долях минимального расчетного расхода воды в водотоке. Исходя из опыта считают, что при Qв/Qmin £ 0,25 можно забирать воду из русла равнинного водотока с помощью самых простых и недорогих сооружений типа затопленного руслового водоприемника. При 0,25 £ Qв/Qmin £ 0,75 требуются специальные водозахватные или руслорегулирующие сооружения.

5.12. Окончательный выбор типа и конструктивной схемы водозаборных сооружений с повышенными требованиями по надежности подачи воды потребителю должен обосновываться не только проектными разработками и технико-экономическими расчетами, но и гидравлическими экспериментальными исследованиями.