Рыбозащита на водозаборах

 

Водопроводные системы и сооружения


Раздел: Инженерные сооружения


   

ЗАЩИТА ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ ОТ СОРА, ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ, ШУГИ, ДОННОГО ЛЬДА И НЕФТИ. РЫБОЗАЩИТА

  

 

Источники водоснабжения отличаются большим разнообразием гидрологического режима, гидротермических и шуголедовых явлений, а также закономерностей движения наносов. Они определяют многообразие условий забора воды. На условия забора также оказывает влияние деятельность человека, приводящая к загрязнению водоемов механическими и органическими примесями.

 

Рыбозащита

Рыбозащита

 

С целью обеспечения нормальных условий работы водозаборных сооружений водоприемники должны быть защищены от попадания в них сора, взвешенных веществ, шуги, донного льда и т. п., а на водоемах рыбохозяйственного значения необходимо предусматривать мероприятия, исключающие захват и травмирование рыб и ее молоди. Осуществление мероприятий зависит от конкретных условий, так некоторые из них предназначаются для защиты от определенного вида загрязнений, другие носят комплексный характер.

 

Очистка воды производится в водозаборных сооружениях, оборудованных сороудерживающими решетками и сетками. Решетки не должны захватывать проплывающую мимо шугу и рыбную молодь, забиваться шугой, подвергаться обмерзанию. Они должны обладать способностью самоочищения, быть удобными для очистки и иметь малое гидравлическое сопротивление. Их засорение приводит к ухудшению условий работы насосного оборудования вследствие падения уровня воды в береговом сеточном колодце. Решетки устанавливают на водоприемных отверстиях водоприемников. Они представляют собой раму, сваренную из швеллеров или уголков с металлическими стержнями из полосовой стали толщиной 4—10 и шириной 50—100 мм, которые установлены через 40—100 мм. Размеры сороудерживающих решеток принимают в зависимости от размеров водоприемных отверстий.

 

Полосы решеток целесообразно устанавливать под тупым углом к направлению движения потока очищаемой воды. При большом количестве плавающего сора применяют решетки с автоматической очисткой. В этом случае очистка производится скребками-граблями и металлическими щетками, закрепленными на круговых цепях, движущихся по направляющим роликам.

 

Для предотвращения обмерзания внутриводным льдом стержни решеток выполняют из гидрофобных и малотеплопроводных материалов (каучука, эбонита, дерева) либо покрывают этими материалами стержни. Для исключения оледенения стержней решеток береговых водоприемников может применяться электрообогрев или подвод теплой воды и пара. Вместо стержневых решеток находят применение объемные решетки, выполняемые в виде контейнеров толщиной 20—25 см, которые заполнены щебнем, керамзитом, резиновыми или пластиковыми шариками. Решетки такого типа носят название фильтрующих кассет. Они выполняют роль соро- удерживающих и рыбозащитных устройств. Преимущество фильтрующих кассет заключается в том, что рыбами они воспринимаются как сплошная преграда, поэтому рыбы не приближаются к ним. Кассеты обеспечивают забор воды, свободной от шуги и сора. Однако они имеют большее сопротивление, что требует увеличения площади водоприемных отверстий или уменьшения забираемого расхода воды. Кроме того, их можно применять только в том случае, если существует надежная промывка обратным током воды. Площадь фильтрующих кассет определяется из условия, что скорость течения воды в их порах меньше критической скорости потока, которую может преодолеть рыбная молодь.

 

Помимо фильтрующих кассет могут применяться па- кетно-реечные кассеты, создающие эффект сплошности. Они имеют меньшее сопротивление по сравнению с фильтрами и не подвержены кольматации. Они выполняются из деревянных реек в три — пять слоев с зазорами, равными или меньшими ширины рейки. Эти кассеты не обмерзают и хорошо промываются обратным током воды.

 

Для облегчения работы решеток на водозаборах берегового типа устраивают плавучие запани, которые не позволяют попадать на решетки крупным предметам, а также отводят шугу и рыбную молодь, находящиеся в верхних слоях и водоприемные рыбозащитные устройства РЗУ, РОП.

Для защиты водоприемников от донных наносов в определенных условиях могут устраиваться донные косые пороги, способствующие транзитному продвижению их и отводу в сторону.

 

Сетки, располагаемые в сеточном колодце, могут быть двух типов — плоские и вращающиеся. Они служат для предварительной механической очистки воды от содержащихся в ней взвешенных веществ.

 

Плоские сетки ( VI. 19) представляют собой раму, выполненную из уголковой стали, с натянутым на нее сетчатым полотном из коррозионно-стойкого материала. Полотно выполняется из проволоки диаметром 1— 2 мм с ячейками размером 5X5 мм и менее. Оно опирается на поддерживающую сетку из проволоки большего диаметра с ячейками размером 20X20 мм, которая воспринимает действие потока. Для очистки плоских сеток их поднимают подъемно-транспортными механизмами и промывают из брандспойта или через перфорированные трубы.

 

Плоские сетки для рыбозащиты применяют при заборе воды из относительно чистых водоемов в водозаборах производительностью не более 1 м3/с. Плоские сетки в определенный период в целях рыбозащиты могут заменять решетки на водоприемных отверстиях водозаборов. В этом случае они работают при наличии расположенного за ними промывного устройства, представляющего собой движущуюся в вертикальной плоскости по направляющим перфорированную трубу, в которую под напором подается вода.

 

Вращающиеся ленточные сетки используют при заборе больших расходов воды на засоренных водоемах. Они представляют собой непрерывное проволочное полотно, перекинутое через два расположенных один над другим горизонтальных барабана ( VI.20). Оно выполнено из ряда объединенных рамок с сеткой из некорродирую- щей проволоки диаметром 0,2—0,4 мм с просветами 0,5—6 мм. Величина просвета зависит от требований к качеству воды. Промывка и удаление загрязнений в этих сетках механизированы. Расход воды для промывки зависит от степени загрязненности сетки, скорости ее вращения, размеров ячеек полотна, вида загрязнений. Приблизительно он составляет 30 л/с при напоре 40 м. Очистка сеток производится при достижении перепада напора на сетке в 5—10 см. Скорость движения сетки составляет приблизительно 4 м/мин.

 

По способу подвода к сеткам загрязненной воды и отводу чистой вращающиеся ленточные сетки бывают различных типов. Сетки каждого типа имеют свои преимущества и недостатки. Сетки с лобовым подводом воды ( VI.21,a) имеют компактное устройство сеточного колодца, удобны для осмотра. Однако при выходе из строя промывного устройства эти сетки переносят загрязнения в приемную камеру. Их рекомендуется использовать при заборе воды из шугоносных рек и относительно чистой воде в источнике. Применение их на сильно загрязненных водоисточниках возможно в случаях, когда к качеству воды не предъявляют высоких требований. Благодаря применению сеток с внутренним подводом и внешним отводом воды ( VI.21, б) сеточное отделение становится более компактным. Однако их очистка затруднена, они плохо выносят загрязнения на поверхность. Они не могут извлекать шугу, которая скапливается в межсеточном пространстве. Их применяют при средних и больших расходах воды, когда требуется хорошее качество очистки при отсутствии шуги. Сетки с внешним подводом и внутренним отводом ( VI.2I,в) хорошо очищают воду, обеспечивают доступ к загрязненным поверхностям, но малоэффективно удаляют шугу, попавшую в водоприемную камеру. Их используют при большой производительности водозаборов и среднем количестве шуги. Сетки с лобово-внешним подводом ( У1.21,г) воды дают наилучший эффект очистки. Их использование в достаточной степени гарантирует удаление шуги. Однако для их установки сеточный колодец должен иметь более сложную конфигурацию.

 

Производительность рассмотренных сеток составляет от 1,5 до 5,5 м3/с. Для предупреждения обмерзания сеточного полотна в зимний период помещение привода сеток отапливается. Сетки могут травмировать рыбную молодь вследствие ее прижатия к поверхности полотна.

 

Площадь водоприемных отверстий с установленными в них сороудерживающими решетками и рабочую площадь сеток или фильтров определяют по средней скорости втекания воды в отверстия (в свету) сороудержи- вающих решеток, сеток или пор фильтров с учетом требований рыбозащиты. Допустимые скорости втекания воды в водоприемные отверстия без учета требований рыбозащиты для средних и тяжелых условий забора воды принимают равными 0,6—0,2 м/с — в береговых не- затапливаемых водоприемниках и 0,3—0,1 м/с — в затопленных водоприемниках. При необходимости рыбозащиты скорость втекания воды принимается не более 0,25 м/с при скорости течения в водотоке свыше 0,4 м/с и не более 0,1 м/с, если скорость течения в водотоке менее 0,4 м/с. Скорость втекания, равная 0,1 м/с, принимается и для водоемов (озера, водохранилища).

 

В водоприемниках фильтрующего типа площадь водоприемного фильтра определяется по этой же формуле, в которой величина /Сот==1/Рот, где Рст — пористость, принимаемая равной для гравийно-щебеночных фильтров 0,3—0,5 м, а для пороэластовых — 0,25—0,35 м.

Способы рыбозащиты. Рыбозащита на водозаборах

 Помимо рассмотренных комбинированных методов защиты водоприемных сооружений от сора, шуги, обмерзания и защиты рыбной молоди от травмирования существуют специализированные способы рыбозащиты. При осуществлении рыбозащита на водозаборахспециализированных способов рыбозащиты применяют такие механические устройства, как конусные сетки с подводным промывом налипающих загрязнений и гидравлическим рыбомусороотводом, струереактивные рыбозаградители и т. д. В этих устройствах создается сплошной поток воды ножевой формы, который, очищая полотно сетки, одновременно отпугивает рыбу.

 

Помимо механических способов защиты существуют физиологические способы, производящие отпугивающее или направляющее действие. Примером такого способа является водовоздушная завеса, создаваемая перед водоприемником с помощью воздуховыпускных труб. Можно использовать также электрические, зрительно-световые и звуковые системы.

 

Инженерно-экологические способы предусматривают отвод рыбы за пределы опасной зоны по каналам, располагаемым в местах наибольшей концентрации рыб, по рыбоотводам струйного типа и т. п. К экологическим способам рыбозащиты относятся способы, основанные на приспосабливании к поведению рыб. Исходя из этого, назначают максимальные скорости входа воды в водоприемные отверстия, место их положения, вид водоприемника и т. п.

 

Одним из наиболее распространенных методов защиты от шуги является прием воды водоприемниками с малыми скоростями — около 0,02—0,05 м/с. Однако такой способ может быть применен для водозаборов малой и иногда средней производительности (2—3 м3/с). При большей их производительности площадь водоприемных отверстий значительно увеличивается. К мероприятиям по обеспечению работоспособности водозаборов в условиях шугохода следует также отнести устройство нескольких водоприемников, располагаемых в разных створах, исключающих одновременный перерыв в подаче воды, установку русловых водоприемников на глубине ниже шугового ковра.

 

Для борьбы с шуголедовыми помехами при заборе средних и больших количеств воды (до 20—25 м3/с) устраивают водоприемные ковши. Обычно водоприемные ковши образуются путем выемок в русле и срезки берега с ограждением образуемой акватории дамбой, насыпаемой в русле реки.

 

Защита от шуги водоприемными ковшами осуществляется следующим образом. Дамба ковша отклоняет от водоприемника плывущий поток шуги, который транзитом продвигается по руслу реки. Малые скорости движения воды в ковше (0,15—0,05 м/с) способствуют более раннему установлению ледяного покрова в ковше, чем на реке. Наличие ледяного покрова уменьшает теплоотдачу водных масс ковша. В результате этого на нижней поверхности покрова температура воды равна нулю, вследствие чего вода в ковше теряет способность выделять внутриводный лед. Глубинная шуга, находящаяся в потоке, постепенно всплывает к поверхности. Таким образом, в водоприемные камеры водозабора попадает чистая вода с положительной температурой, в то время как в русле реки вода переохлаждена и содержит во взвешенном состоянии внутриводный лед.

 

Важную роль в эффективности работы водоприемного ковша играет место его расположения. На средних и малых реках ковш располагают ниже слияния потоков самой реки и ее притоков или на одном из протоков с обеспеченным минимальным стоком. На больших реках с интенсивным шугозажорным режимом могут использоваться обходные протоки. Водоприемные ковши не рекомендуется располагать в зоне возможного формирования береговых шугозажоров. Устройство ковша не должно приводить к возникновению заторов льда и ухудшению существующего водопользования.

 

В зависимости от характера рек существуют различные типы водоприемных ковшей. На шугоносных реках надежная защита водозабора от шуги, как правило, достигается при использовании ковша с низовым входом воды. Использование водоприемных ковшей с верховым входом как средства защиты водозаборных сооружений от шуги не рекомендуется. Водоприемные ковши могут устраиваться частично или полностью выдвинутыми в русло реки ( VI.22,a), а также полностью ( VI.22, б) или частично ( VI.22, в) заглубленными в берег. Они образуются заливаемыми и незаливаемыми дамбами с верхней ( У1.22,г) или с верхней и низовой шпорами ( VI.22,d). Шпору устраивают для борьбы с избыточной заносимостью водоприемного ковша взвешенными наносами у речной дамбы.

 

Тип водоприемного ковша зависит от характера подъема уровня воды в реке перед установлением ледостава и при установлении его; сложности ледохода; наличия сброса производственных сточных вод вблизи ковша; степени допустимости стеснения русла реки; требований к предварительному осветлению воды; видов грунта в основании русла реки; глубин реки на подходе к ковшу и др. В отдельных случаях на сильно шугоносных реках, в паводки несущих большое количество взвешенных веществ, водоприемный ковш с низовым входом, выдвинутым в русло реки, может устраиваться только на период шугохода ( VI.22, е). В этом случае перед водозабором сооружают дамбу, а в пролете между дамбой и берегом— регуляторы со щитами, устанавливаемыми только на период шугохода и создающими при этом ковш, выдвинутый в русло реки. В период половодья щиты поднимаются выше высокого уровня воды в реке.

 

На реках с особо тяжелыми шуговыми условиями водоприемные ковши не всегда могут обеспечить необходимую защиту водоприемника. В этих случаях применяют дополнительные меры: обогрев решеток, а также сброс теплой воды перед водоприемником.

Гидравлический расчет водоприемных ковшей громоздок и сложен. Он зависит от большого числа факторов. Расчет ставит целью определение размеров поперечных сечений и длины водоприемного ковша; глубин и скоростей течения внутри ковша в целях характеристики режима его работы при разных гидрологических фазах; выяснение условий обтекания дамб ковша в периоды паводков и половодий для выбора крепления их откосов; определение объема отложений наносов в ковше. Методики выполнения этих расчетов приводятся в специальной литературе. Помимо защиты водоприемников от шу- голедовых помех, водоприемные ковши используют для предварительного частичного отстаивания воды с большим содержанием взвешенных частиц с целью защиты водозаборов от наносов.

 

Ковши, используемые для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не допускается использовать для каких- либо других целей (стоянки судов, лодок, понтонов и т.п.). Они могут устраиваться также для создания необходимых глубин в месте водозабора. В последние десятилетия в результате дальнейшего роста промышленности и увеличения использвания водоисточников в качестве транспортных артерий происходит их загрязнение не только механическими примесями, но и нефтью и нефтепродуктами. Удаление нефти из воды представляет значительные трудности. Прием воды из таких водоемов должен производиться с глубинных слоев. Эффективным способом удаления нефти, попавшей в водоприемный колодец, является поглощение ее различными материалами, например вспененным полиуретаном. Работы по изучению способов удаления нефти проводятся во ВНИИ ВОДГЕО и его филиалах.

 

Термины:

рыбозащита на водозаборах

рыбозащита на насосных станциях

рыбозащита жалюзийная

рыбозащита роп 50

рыбозащита для насоса

рыбозащита водозаборных сооружений

рыбозащита водозабор 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Для студентов строительных вузов

 

Смотрите также:

 

ЗАЩИТА ВОДОЗАБОРОВ ОТ ШУГИ. Шуга. Снежура....

Защита водозаборов от шуги. — комплекс приемов и устройств, предохраняющих водозаборные сооружения от закупорки
шуга) и образуемого из кристалликов глубинного льда (внутриводного и донного), сала и снежуры.

 

ВОДОЗАБОРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ водозаборы...

Ковши с верховым питанием почти не заносятся донными наносами, но шуга заходит в них довольно интенсивно.
Для предохранения водозаборных сооружений от попадания в них льда (при
Защита водозаборов от шуги. Шуга. Снежура.

 

...защиту водоприемных отверстий от наносов, шуги, мусора

...воды; образованием в потоке внутриводного льда и шуги; шуго-заполнением русла, а также транспортировкой потоком наносов, сора
оборудование. ... и при этом не нарушалась целостность и прочность основных элементов зданий и сооружений. ...

 

РЫБОЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА. Проектирование...

 

Сооружения для приема воды...

Для защиты водозаборных сооружений от глубинного льда нужно принимать следующие меры
Размеры ковшей определяют из условия всплывания глубинного льда или выпадения взвешенных веществ (взвесей).

 

Узнать стоимость написания