Главная » Публицистика

0 ... 56 57 58 59 60 61 62 ... 159

Ковши могут иметь верховой вход (рис. IV.24, а и IV.25, а) или низовой вход (рис. IV.24, б и IV.25, б) по течению реки. В отдельных случаях устраивают два входа в ковш - верховой и низовой.

Вода забирается из ковшей водоприемными сооружениями В (преимущественно берегового типа), располагаемыми в конце ковшей.

Использование ковшей особенно эффективно на шугоносных реках. В ряде случаев ковш позволяет успешно бороться с затруднениями, которые возникают при заборе воды в условиях образования

<

Рис. IV.25

внутриводного льда Ч Малые скорости движения воды в ковше (порядка 5-15 см/с в среднем по сечению ковша) обусловливают более раннее образование ледяного покрова, что исключает возможность переохлаждения воды в ковше и появления глубинного льда. Благодаря малым скоростям шуга, занесенная в ковш из реки, всплывает и смерзается с поверхностным льдом. Таким образом, условия работы водоприемника при заборе воды из ковша, а не непосредственно из шуго-носной реки значительно улучшаются.

Следует отметить, что в районах с особенно тяжелыми ледовыми условиями ковши не всегда могут обеспечить надежную защиту водоприемника; в этих случаях требуется применение дополнительных мер по борьбе с обмерзанием водоприемных устройств: обогрев решеток, сброс перед водоприемником теплой отработанной воды (в производственных водопроводах).

Водоприемные ковши используют не только для борьбы с шугой, но иногда и для частичного осветления воды, забираемой из рек, несущих большие количества взвеси.

На реках с недостаточными глубинами ковши могут устраиваться для увеличения глубины у места забора воды и для улучшения условий подвода воды из русла реки к водоприемнику. В этих случаях дно ковша располагают на 1 -1,5 м ниже дна реки, благодаря чему отпадает необходимость в возведении водоподъемной плотины.

* Основные сведения о внутриводном льде даются в курсе «Гидрология и гидротехнически* сооружения».

А. С. Образовский (ВНИИ ВОДГЕО). Гидравлика водоприемных ковшей М., Госстройиздат. 1962.

Проще и дешевле устраивать ковши в русле реки путем сооружения дамбы (см. рис. IV.24). Если ковш предназначен для борьбы с шугой, то отметка гребня дамбы должна быть выше отметки уровня воды в период шугохода, но в другие периоды дамба может заливаться высокими водами. В ковшах, используемых для осветления забираемой воды, дамба устраивается незаливаемой.

В тех случаях когда стеснение русла реки дамбой нежелательно, ковш отрывают в береге реки. Иногда устраивают ковши, частично вынесенные в реку и частично врезанные в берег, что может сократить объем и стоимость работ. Угол ф, образуемый осью ковша с направлением течения реки, может меняться в весьма широких пределах.

Исследованию вопросов гидравлики водоприемных ковшей и разработке теории и методов их гидравлического расчета посвящено много ценных работ советских ученых (А. Я. Милович, В. А. Альтберг, М. М. Гришин, И. Г. Малишевский, Н. С. Макеров, А. С. Образовский, П. Н. Белоконь и др.).

Детальный анализ работы водоприемных ковшей, а также разработка системы основных расчетных параметров приведены в одной из последних монографий А. С. ОбразовскогоЧ

Гидравлический режим работы водоприемных ковшей очень сложен. Он зависит от типа и формы ковша, расположения его по отношению к руслу реки, типа входа в ковш и количества воды, отбираемой из реки. Режим работы ковша меняется при сезонных изменениях уровня и скоростей течения воды в реке.

А. С. Образовский дает подробный анализ возможных режимов отбора воды из реки в ковш.

Можно различать два основных характерных режима отбора - режим деления и режим водообмена.

Режим деления возникает при отборе из реки относительно больших количеств воды (по сравнению с расходом воды в реке). При этом в реке ниже места отбора воды глубины и скорости течения уменьшаются, т. е. в русле реки образуется кривая спада. Таким образом, при режиме деления отбор воды оказывает существенное влияние на речной поток. При входе в ковш уровень воды несколько понижается и она поступает в ковш со скоростями, равными скоростям течения воды в реке или большими их. Это создает условия, способствующие вовлечению в ковш донных наносов.

Схема токов воды на входе в ковш при режиме деления показана на рис. IV. 26, а.

При входе в ковш образуются водоворотные зоны, занимающие значительную часть его сечения.

В ковше может быть выделена основная транзитная струя, т. е поток воды, идущий от входа в ковш до водоприемника. Расход этого потока равен количеству воды Qb, забираемой водоприемником. Ширина транзи-рной струи значительно меньше ширины ковша, а поэтому ее скорость течения Гт значительно больше средней расчетной скорости по сечению ковша v.

Режим водообмена возникает при отборе из реки относительно малых количеств воды (по сравнению с расходом воды в реке). При этом режиме на входе в ковш образуется система водоворотов, занимающих большую часть его ширины. Значительная часть воды, входящей в ковш, выходит из него обратно в русло реки. Создается своеобразная застой-

ная зона, в которой происходит как всплывание шуги, так и выпадение взвеси. Это обеспечивает защиту ковша от занесения в него наносов и шуги.

На рис. IV. 26, б схематически показано направление токов воды на входе в ковш при режиме водообмена.

Интенсивность водообмена зависит от угла ф, образуемого осью ковша с направлением течения реки; она будет тем больше, чем меньше угол ф.

При режиме водообмена разница уровней воды в ковше и в реке весьма мала.

ПоВерхнрстмш токи ионные токи

Рис. IV 26

В качестве численного критерия для определения режима отбора А. Я. Миловичем и А. С. Образовским предложено использовать величину отношения

где v- средняя скорость движения воды в ковше; Up-скорость течения воды в реке.

Для ковшей, врезанных в берег при угле ф=135°, режим водообмена будет иметь место, если 0,044. При других значениях угла ф (от 150 до 30°) численный критерий М меняется соответственно от 0,042 до 0,081.

Режим деления будет иметь место (для ковшей, врезанных в берег при угле ф=135°) при М0,132. Для других значений угла ф (от 150 до 30°) численный критерий М будет меняться в пределах от 0,125 до 0,242.

Следует отметить, что для одного и того же крвша при сезонном изменении расхода воды в реке режим отбора может существенно меняться (при постоянном количестве забираемой из ковша воды Qb). Так, в межень может иметь место режим деления, а в паводки - режим водообмена. В остальное время ковш будет работать в некотором переходном режиме. Схема токов воды в ковше при переходном режиме показана на рис. IV.27. Переходный режим характеризуется относительно

0 ... 56 57 58 59 60 61 62 ... 159