Режим работы верхнего и нижнего бьефов реки при устройстве плотинного водозабора. Шугосбросы
При проектировании плотинных водозаборов на реках, влекущих наносы, необходимо учитывать следующие обстоятельства:
1. Сооружая водоподъемную плотину, получают в верхнем бьефе небольшое водохранилище, которое выполняет роль отстойника; вода отстаивается в этом водохранилище и поступает в нижний бьеф в некоторой мере осветленной. В нижнем бьефе вода снова начинает насыщаться наносами (в соответствии с транспортирующей способностью потока). В связи со сказанным, в первое время эксплуатации плотины русло нижнего бьефа на некотором его протяжении должно размываться. Такой размыв иногда может быгь нежелательным: начинают подмываться опоры мостов в нижнем бьефе; в связи с понижением дна реки в нижнем бьефе снижается и уровень воды в реке, а также и уровень грунтовых вод в берегах, что иногда является недопустимым и т. п.2. С течением времени упомянутое выше водохранилище, обра зованное плотиной, должно заилиться, причем вода в верхнем бьефе уже не будет осветляться и поэтому размывы в нижнем бьефе прекратятся.
3. Небольшие относительно быстро заиляющиеся водохранилища, образованные водоподъемными плотинами, нельзя рассматривать, как водохранилища, которые можно использовать для регулирования стока реки.
4. Если вода в верхнем бьефе предельно насыщена наносами, причем часть расхода этой воды идет в магистральный канал, очистив предварительно ее от наносов, то при этом возникает следующее; наносы, удаленные из воды, направленной в канал, сбрасываются в йижний бьеф плотины и отлагаются в нем; вода, оставшаяся в реке и сбрасываемая через плотину в нижний бьеф, не сможет промыть упомянутые отложившиеся в нижнем бьефе наносы, в связи с чем с течением времени поверхность дна нижнего бьефа должна подниматься. Имея это в виду, приходится анализировать вопрос о возможности промыва (смыва) наносов, отЛожившихся в нижнем бьефе, например в период паводков и т. п.
5. УстраиЬая плотину и соответствующие водозаборные шлюзы, стремятся к тому, чтобы возможно меньше нарушить режим реки в верхнем бьефе и возможно меньше снизить скорости воды перед плотиной. Поднимая уровень воды в верхнем бьефе, само русло верхнего бьефа несколько сужают подходными направляющими дамбами. Гребень таких подходных продольных дамб должен иметь продольный уклон, равный примерно уклону русла реки в естественном ее состоянии. В случае неудачного расположения водозаборных и промывных отверстий поток в верхнем бьефе может отлагать наносы при подходе к водозаборному отверстию. При этом в подходном сечении этот поток может быть в значительной мере оттеснен отложившимися наносами от водозаборных отверстиу, что, естественно, нежелательно (рис. 25.29).
6. В определенных случаях необходимо анализировать работу водозабора в зимних условиях. Здесь могут встретиться такие затруднения: а) решетки, устраиваемые перед водозаборными отверстиями, могут забиваться шугой, а также обмерзать; для борьбы с этим явлением применяют, например, электрообогрев решеток; б) перед водозаборным сооружением могут образовываться зажоры, в связи с чем приходится проводить соответствующие регуляционные работы в русле реки; в) шуга может заполнять отстойник и канал.
Что касается борьбы с шугой, то надлежит отметить следующее. Устраивая плотину, можно уменьшить скорость воды в реке. При этом в начале зимы ускорится образование ледяного покрова. Такое положение выгодно: шуга образуется главным образом при отсутствии ледяного покрова. Чтобы не допустить шугу в канал, ее сбрасывают через плотину в нижний бьеф. При этом приходится иногда терять много воды из верхнего бьефа. Чтобы снизить эти потери воды, при плотине устраивают иногда особые сооружения — шугосбросы. Шугосбросы позволяют сбрасывать шугу в нижний бьеф с минимальным количеством воды. Конструкции шугосбросов различны. На рис. 25.30 показана простейшая схема шугосброса: между быками 4 устраивают железобетонную плиту 2, образующую дно лотка А; левый борт 1 лотка образован шандорами, через которые переливается верхний слой воды, обогащенный шугой; правый борт 3 также выполняется шандорами на достаточно большую высоту. Шуга вместе с небольшим количеством воды отводится по лотку А через бьжн и устои в нижний бьеф. Шандоры 1 а 3 летом убирают.
Шуга, сбрасываемая в нижний бьеф, должна промываться водой нижнего бьефа. Иногда шугу из бьефа удаляют чисто механическим путем с помощью особых шуготасок.
На рис. 25.31...25.33 приведены примеры компоновки речных водозаборов в плане (дополнительно см. рис. 24.18 и 24.19).