Ковшовые водозаборы: условия применения, производительность, конструктивные типы.

Рис. 1. Ковшевые водозаборы: а — с верховым питанием; б — с низо­вым питанием: 1—дамба; 2—прорезь в береге; В — водозабор; vp, vl; — ско­рость в реке и в ковше; φ — угол отво­да воды в ковш

Водоприемные ковши в водозаборных узлах применяют для:

1) улучшения местных условий забора воды из шугоносных рек в целях предохранения водоприемных отверстий от заку­порки донным льдом и шугой, так как вследствие малой скоро­сти в ковше поверхность воды быстро покрывается льдом и предохраняет от образования донного льда, а шуга всплывает и примораживается ко льду;

2) борьбы с донными наносами, по­скольку при малой скорости движения воды (vковша = 0,05...0,1 м/с) наносы оседают в ковшах;

3) создания больших глубин у места приема воды;

4) забора больших количеств воды.

Ковши устраивают с верховым входом или с верховым пита­нием (рис. 1,а) и с низовым входом или с низовым питани­ем (рис. 1,б). Иногда устраивают ковши с верховым и низо­вым входом одновременно.

В ковш верхового питания поступают поверхностные слои речного потока, а донные его обходят. Таким образом, если требуется уменьшить поступление наносов и взвесей в ковш, его делают по принципу верхового питания.

Для защиты от шуги, которая обычно всплывает и плывет с поверхностным слоем воды, устраивают ковши с низовым пи­танием.

Для защиты от наносов и шуги строят ковши двустороннего питания: вода при шугоходе забирается снизу (низовой вход), а в остальное время — сверху (верховой вход).

Водоприемный ковш с низовым входом, полностью или частично выдвинутый в русло реки, образованный незаливаемой речной дамбой и имеющий свободный подход воды снизу, обычно применяют в условиях:

шугозажорных рек, характеризующихся постепенно нарастающими значительными подъемами уровней перед установлением ледостава и при установлении его;

тяжелого весеннего ледохода, возникающего при относительно небольших подъемах уровня воды в русле рек;

отсутствия сбросов промышленных стоков ниже места водозабора на участке берега, не меньше 10-кратной величины выноса внешней грани ковша в русло.

Рис. 2. Типы водоприемных ковшей (а - г)

1 - вербовая затопляемая в половодья дамба; 2 - низовая незатопляемая дамба; 3 - регуляторы; 4 - речная незатопляемая дамба; 5 – насосная станция; 6 - радиальные отстойники. На реках с ограниченной интенсивностью шуголедовых явлений, русла которых изогнуты или сложены слабыми и мелкозернистыми грунтами, предпочтительней ковши, заглубленные в берег, имеющие угол отвода около 135° (рис.1,б). При выборе схемы водозабора следует иметь в виду, что в периоды минимального стока относительный водоотбор в ковши из открытого русла может быть в 2-3 раза больше, чем в водоприемники других типов. Величина предельного отбора воды в водоприемные ковши определяется особенностями шуголедовых условий.