ФИЛЬТРУЮЩЕЕ ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ НА ГОРНЫХ И ПРЕДГОРНЫХ УЧАСТКАХ РЕК
FILTERING ABSTRACTION INTAKE ON MOUNTAIN AND FOOTHILL RIVER PARTS

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено для забора воды на предгорных и горных участках рек, транспортирующих в паводок значительное количество взвешенных и донных наносов.
Известен фильтрирующий придонный русловой водоприемник с вихревыми камерами (Гидротехнические сооружения: справочник . / Под редакцией д.т.н., проф. В.П. Недриги. - М.: Стройиздат, 1983. - С. 434-435), содержащий водоприемные отверстия, фильтрирующие кассеты и самотечные трубы. Основными недостатками данного технического решения являются сложность конструкции и низкая эффективность работы.
Известны также и подрусловые водоприемники. Конструктивно такие водоприемники выполняют (Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика. / Под редакцией д.т.н., проф. В.П. Недриги. - М.: Стройиздат, 1983. - С. 435) в виде дрен, галерей, лучевого водозабора и т.п. и рекомендуются для забора воды из периодически промерзающих водотоков или для забора воды на горных участках рек с периодическим отсутствием поверхностного стока. Основными недостатками данных водоприемников являются низкие эффективность и надежность работы, а также сложность их использования на горных и предгорных участках рек.
Известен фильтрующий водоприемник, гидравлический режим отбора воды в котором характеризуется скоростью обтекания водоприемного фильтра потоком и скоростью втекания в водоприемный фильтр, и отмечается меньшее засорение фильтра при скоростях течения, в пять раз превышающих скорости затекания воды в фильтр (Водоразборные сооружения для водоснабжения из поверхностных источников / под ред. К.А. Михайлова, А.С. Образовского. - М.: Стройиздат, 1976. - 210 с.).
Недостатком известного технического решения является создание промывного гидравлического режима работы фильтрующего водоприемника, при котором через водоприемный фильтр проходит поток обратной фильтрации.
Наиболее близким техническим решением является подрусловой фильтрирующий водозабор комбинированной конструкции (RU 2518634, 10.06.2014). Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, используемым для забора воды на участках рек со сложными гидрологическими условиями. Подрусловой фильтрирующий водозабор содержит водосборную галерею, поверху которой устроен фильтрирующий водоприемник, состоящий из металлической решетки и уложенных сверху нее в два плотных ряда фильтрирующих гибких тюфяков. Гибкие тюфяки выполнены из легких фашин, завернутых в геосетку. Первый ряд тюфяков уложен вдоль продольной оси галереи, а второй ряд уложен поперек галереи и по направлению руслового потока, а также с уклоном, большим уклона русла реки.
Недостатком наиболее близкого технического решения являются небольшие объемы забираемой воды и периодическая смена тюфяков по мере их засорения.
Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы фильтрующего водозаборного сооружения в условиях горных и предгорных участков рек.
Техническим результатом заявляемого изобретения является использование явления поперечной циркуляции на криволинейном участке, для защиты фильтрующего водозабора на вогнутом берегу реки с фильтрующими плитами, заглубленными в водоносный горизонт, от донных и взвешенных наносов и обеспечивающей устойчивый забор профильтровавшейся воды, в условиях горных и предгорных рек с обильным содержанием наносов.
Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что фильтрующий водозабор устраивается на вогнутом берегу криволинейного участка реки. Фильтрующий водозабор состоит из водоприемной галереи с фильтрующими плитами вдоль вогнутого берега криволинейного участка реки, с заглублением в водоносный горизонт. Особенности потока на криволинейных участках позволяют защитить фильтрующие плиты от засорения. Эта особенность заключается в следующем. Возникающая на криволинейном участке поперечная циркуляция делает русло асимметричным с наибольшей глубиной на вогнутом берегу, а радиальные скорости у дна направлены в сторону выпуклого берега, где откладываются донные наносы. За счет малой скорости фильтрации плит, по сравнению с радиальными и значительными продольными скоростями, на стенках фильтрующих плит не будут осаждаться как взвешенные, так и донные наносы. Заглубление плит в водоносный горизонт позволяет увеличить расход забираемой воды. В этом коренное отличие от приведенного выше прототипа. Второе отличие в том, что криволинейный участок реки намного длиннее руслового, на котором устраивается подрусловой фильтрующий водозабор, и поэтому забираемый расход не будет зависить от ширины реки.
Фильтрующее водозаборное сооружение на горных и предгорных участках рек поясняется на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показана схема фильтрующего водозаборного сооружения (план). На фиг. 2 - схема фильтрующего водозаборного сооружения (сечение 1-1).
Фильтрующее водозаборное сооружения на вогнутом берегу криволинейного участка состоит из фильтрующих плит 1, за которыми расположена водозаборная галерея 2, канала для отвода профильтровавшейся воды 3, бассейна для подогрева воды 4, реки 5.
Фильтрующее водозаборное сооружение работает следующим образом.
В период паводка вода из реки 5 через фильтрующие плиты 1 попадает в водозаборную галерею 2, и по каналу для отвода профильтровавшейся воды 3 поступает в бассейн для подогрева воды 4. Особенности потока на криволинейных участках позволяют защитить фильтрующие плиты от засорения. За счет малой скорости фильтрации плит по сравнению с радиальными и значительными продольными скоростями на стенках фильтрующих плит не будут осаждаться как взвешенные, так и донные наносы. Таким образом, обеспечивается устойчивый забор профильтровавшейся воды в условиях горных и предгорных рек с обильным содержанием наносов, а также повышение эффективности и надежности работы фильтрующего водозабора для снабжения систем промышленного, сельскохозяйственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Использование: в гидротехнике, а именно в водозаборных сооружениях систем промышленного, сельскохозяйственного, хозяйственно-питьевого водоснабжения на горных и предгорных участках рек.