КОМПЛЕКС УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОЙ РАБОТЫ БЕРЕГОВЫХ ВОДОЗАБОРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Сооружение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для повышения функциональной надежности бесплотинных береговых водозаборных сооружений путем обеспечения необходимого действующего напора на входном пороге и отвода влекомых наносов от водозаборного окна сооружения.
Известен бесплотинный береговой водозабор (Гидротехнические сооружения, Справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1983. стр.422 рис.16.2 - Береговой бесплотинный водозабор), которым в настоящее время осуществляется отбор расчетных расходов воды из естественных водотоков, включающий в себя водоприемное отверстие берегового колодца с всасывающим отделением берегового колодца.
Недостатком водозаборных сооружений данного типа является снижение минимальных уровней воды в меженные периоды в естественном водотоке за счет понижения отметок дна русла естественного водотока, за счет естественных руслоформирующих процессов, за счет хозяйственной деятельности, проводимой на водосборной территории, происходит уменьшение, относительно расчетного, отбираемого расхода воды, за счет снижения напора воды на входном оголовке всасывающего отделения берегового колодца, что снижает функциональную надежность береговых водозаборных сооружений. Снижение функциональной надежности береговых водозаборных сооружений данного типа происходит также за счет заиления влекомыми наносами входного оголовка всасывающего определения берегового колодца.
Известна сквозная берегозащитная шпора, (SU Патент №1231109 МПК 6 Е02В 3/12 Б.И. №18 от 15.05.1986) включающая бетонные массивы, установленные ярусами и рядами, один из которых в корневой части шпоры примыкает к берегу, образующие каналы, направленные между нижними массивами в сторону защищаемого берега, а между верхними - в сторону русла. Шпора выполнена глухой в корневой части, расположена к береговой линии под острым углом, массивы соединены встык, а каждый верховой ряд массивов в головной части шпоры размещен с взаимным частичным перекрытием концов и смещен вверх по течению в сторону русла.
Недостатком шпоры является то, что при устройстве ее на участках рек, русловой процесс которых характеризуется свободным и незавершенным меандрированием в паводковый период для полного закрепления береговой полосы на участках расположения береговых водозаборных сооружений недостаточно, т.к. интенсивно вырабатывается берег, образуя при этом протоки, которые образовываются по перешейку меандры, тем самым обезвоживая существующий водозабор.
Известно берегозащитное сооружение, (RU Патент №2204649 МПК 7 Е02В 3/12 от 20.05.2002) состоящее из насыпной грунтовой дамбы и противоразмывных шпор у подошвы защитной дамбы, противоразмывочные шпоры выполнены из бутобетонных блоков, шарнирно соединенных между собой и подпорными стенками, расположенными между их корневыми частями. Подпорные стенки выполнены ступенчатой формы из каменной кладки двух и более ступеней, укрепленных арматурными решетками и сеткой, заанкерованным в откос и основание дамбы.
Недостаток данного технического решения заключается:
- при возведении берегозащитного сооружения на криволинейных участках в створах размещения водозаборных сооружений, водоприемные окна которых заносятся влекомыми наносами оно не способствует достижению достаточной транспортирующей способности потока, для формирования гидравлической структуры потока требуются дополнительные сооружения, обеспечивающие поперечную циркуляцию потока, и прохождение наносов на ниже расположенные участки реки.
- в условиях широко распространенного явления «посадки» русла, имеющего устойчивую тенденцию снижения минимальных горизонтов воды ниже проектных отметок, установленных для бесперебойной работы водозаборов и тем самым снижения надежности работы береговых водозаборов, оно не позволяет поддержания достаточного подпора воды для бесперебойного отбора воды береговыми водозаборными сооружениями.
Известна также плотина, (RU Патент №96876 МПК Е02В 7/02 Б.И. №23 от 20.08.2010) содержащая два троса верхний и нижний, перекинутых с берега на берег и закрепленных на берегах за опоры, стойки-спицы, укрепленные на тросах и установленные наклонно торцами на грунт, покрытие из гибкого водонепроницаемого материала, по верхней кромке которого имеется шторная продержка для крепления посредством тонких жердей к стойкам-спицам, расстеленное по стойкам-спицам в верхнем бьефе и дну реки впереди плотины, водопропускное отверстие, нижний трос которого прижат к грунту грузилами.
Недостатком данного технического решения является то, что оно в одиночестве не решает проблему обеспечения функциональной надежности работы береговых водозаборных сооружений в целом, и способно решить только локальную задачу обеспечения уровенного режима в створах размещения береговых водозаборных сооружений.
Однако известные технические решения недостаточно эффективны и не обеспечивают надежную работу береговых водозаборных сооружений.
Сущность полезной модели заключается в том, что повышается надежность работы берегового водозаборного сооружения, за счет решения комплексной проблемы, вследствие чего обеспечивается достаточный уровенный режим, требуемая транспортирующая способность и формирование устойчивого русла в створах расположения береговых водозаборных сооружений.
Технический результат, предполагаемой полезной модели - обеспечение функциональной надежности береговых водозаборных сооружений.
Для достижения данного технического результата, предлагается гидротехническое сооружение, состоящее из береговых водозаборных сооружений, водоподпорного сооружения, оградительной дамбы с примыкающими к ней струенаправляющими шпорами которые находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи, причем оградительную дамбу располагают на берегу в месте обхода водотоком подпорного сооружения.
Береговой бесплотинный тип водозаборных сооружений широко используется в системах водоснабжения промышленных предприятий и городов. Недостаточная функциональная надежность работы береговых бесплотинных водозаборных сооружений в современных условиях их эксплуатации определяется сезонными естественными колебаниями уровней воды в водотоке (реке), и устойчивой тенденцией ежегодного снижения уровней воды в створах водоотбора, занесением входных оголовков водоприемников влекомыми наносами, что не позволяет производить отбор воды в соответствии с необходимыми расчетными расходами.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. приведена схема компоновки гидротехнического сооружения для обеспечения функциональной надежности работы береговых водозаборных сооружений.
Гидротехническое сооружение для обеспечения надежной работы береговых водозаборных сооружений содержит: береговые водозаборные сооружения 1, расположенные вдоль берега 2, содержит нижерасположенное водоподпорное сооружение 3. Противоположный берег содержит оградительную дамбу 4 с примыкающими к ней струенаправляющими шпорами 5, которые формируют линию берега 6 и смещают динамическую ось потока 7 к левому берегу 2.
Гидротехническое сооружение работает следующим образом. Гидротехническое сооружение обеспечивает надежность работы береговых водозаборных сооружений 1, где правобережная оградительная дамба 4 предотвращает выход водотока из естественно-сформированного русла и обеспечивает его устойчивость, а так же не позволяет потоку воды обойти водоподпорное сооружение 3. Водоподпорное сооружение обеспечивает стабилизацию необходимого уровня на участке размещения береговых водозаборных сооружений 1 и не допускает снижения горизонта воды ниже расчетного. Струенаправляющие шпоры 5 смещают динамическую ось потока 7 к левому берегу, тем самым увеличивая транспортирующую способность потока, путем циркуляции и увеличения скоростей водотока возле береговых водозаборных сооружений 1 и образуют закрепление правого берега путем занесения струенаправляющих шпор наносами и формированием линии берега 6. Количество струенаправляющих шпор, их длина и сквозность зависит от криволинейности русла и обуславливается формированием достаточной гидравлической структуры потока в створах размещения береговых водозаборных сооружений.
Любое из перечисленных на фиг. отдельно взятое устройство не гарантирует необходимую функциональную надежность работы береговых водозаборных сооружений, но единое гидротехническое сооружение позволит решить проблему обеспечения функциональной надежности работы береговых водозаборных сооружений.
Гидротехническое сооружение внедрено в проект по реконструкции береговых водозаборных сооружений НС-1, НС-2, НС-3 системы водоснабжения ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» на р. Белой Республики Башкортостан. Акт внедрения прилагается.