ПОДРУСЛОВОЙ ВОДОЗАБОР КОМБИНИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ
UNDERWATER INTAKE OF COMBINED DESIGN

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, возводимым для забора воды из-под русел рек на участках со сложными гидрологическими условиями.
Известны подрусловые водоприемники [1], которые конструктивно возводят в виде дрен, галерей, лучевого водозабора и т.п. (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 низкая эффективность и надежность работы, а также сложность их использования на предгорных и равнинных участках рек.
Относительно близким техническим решением является подрусловой фильтрирующий водозабор комбинированной конструкции [2], содержащий водосборную галерею с водоприемником и трубчатой дреной. Основным недостатком данного технического решения является повышенная трудоемкость изготовления конструкции, которая требует сбор большого количества природного материала - созревшего камыша (из чего изготавливаются фашины и тюфяки), что не везде достаточно.
Цель изобретения - снижения трудоемкости строительства и повышения эффективности работы.
Указанная цель достигается тем, что в подрусловом водозаборе комбинированной конструкции, содержащем водосборную галерею с фильтрующим водоприемником, водосборная галерея выполнена в виде лотка, поверху которого водоприемная часть устроена из расположенных друг над другом слоев, соответственно, металлической решетки, габионных дренирующих тюфяков и георешеток с заполненными ячейками из щебня, при этом дренирующий заполнитель тюфяков изготовлен из нескольких слоев геомат и двух ниток перфорированных труб, которые уложены послойно и завернуты в габионную сетку с приданием призматической формы тюфяку, а в концевой части лотка устроен водосборный колодец призматической формы, поверху которого уложена водоприемная часть, аналогичную лотка, так чтобы металлические решетки, ряды габионных тюфяков и георешеток с щебнем по уровню и уклону совпадали. Сбоку водосборного колодца устроен закрытый водопровод для отвода профильтровавшей воды к водопотребителю.
На фиг. 1 показано сечение по продольной оси водоприемного лотка и водосборного колодца; на фиг. 2 - участок водозабора в плане; на фиг. 3 -поперечное сечение лотка; на фиг. 4 - сечение колодца по линии водозабора; на фиг. 5 - габионный дренирующий тюфяк из геомат и перфорированных труб; на фиг. 6 - геомат; на фиг. 7 - георешетка.
Пордрусловой водозабор комбинированной конструкции состоит из водоприемного лотка 1, поверху которого прикреплена металлическая решетка 2, сверху которой слоями уложены габионные тюфяки 3 и георешетки 4 с заполненными ячейками из щебня. Габионные тюфяки 3 выполнены из нескольких слоев геомат 5, двух ниток перфорированных труб 6, уложенных посредине слоев геомат, завернутых в габионную сетку 7. В конце лотка 1 устроен водосборный колодец 8, а сбоку колодца предусмотрен отводящий водопровод 9.
Подрусловой водозабор комбинированной конструкции строится следующим образом.
Вначале выбирается место строительства водозабора и осуществляется привязка основных элементов сооружения. Также заранее заготавливается необходимого количества и размеров геоматы 5, перфорированные трубы 6, георешетки 4, металлические решетки 2. Из подготовленных заранее геомат, перфорированных (дренажных) труб и габионной сетки собирают нужное количество габионных тюфяков 3. После выполняются работы по отводу реки от места строительства. Затем разрабатывают траншею под водоприемный лоток 1 и котлован под водосборный колодец 8 и отводящий водопровод 9. Сначала строится водоприемный лоток 1 из монолитного бетона или железобетона, после этого сразу строится водосборный колодец 8 из железобетона (установив по размерам колодца опалубки с арматурными решетками, и залив их бетоном необходимой марки). Одновременно с колодцем 8 строится и входную часть закрытого отводящего водопровода 9. После набора прочности бетоном лотка 1 и колодца 8 над водоприемным лотком 1 и водосборным колодцем 8 возводится фильтрующий водоприемник из металлической решетки 2 и габионных тюфяков 3, укладываемых в горизонтальные ряды поверху решетки. А сверху рядов габионных тюфяков 3 (по всей длине и площади лотка 1 и колодца 8) укладывают георешетки 4 и заполняют их ячейки доверху щебнем. Далее засыпается местным грунтом траншею вокруг лотка 1 и котлован вокруг колодца 8, затем расчищают и благоустраивают всю территорию водозабора с прилегающей водоохранной зоной.
Подрусловой водозабор комбинированной конструкции работает следующим образом.
В период половодий основной водный поток свободно протекает поверху водоприемной части лотка 1 и колодца 8, а часть воды под действием напора проходит в лоток 1 и колодец 8 через слой щебня георешеток 4 и габионные тюфяки 3 из геомат 5, которые обладают хорошими дренирующими свойствами. При этом одновременно происходит и очистка воды от взвешенных частиц, слой щебня и габионные тюфяки работают и как фильтры и как дренажи, задерживают взвешенные частицы и обеспечивают прием очищенной воды. Для обеспечения эффективной работы и предотвращения завала наносами поверхности водоприемной части лотка 1 и колодца 8 необходимо, чтобы их уклон по оси сооружения (по линии водоприемной части) был чуть больше, чем уклон русла реки. Из-за хорошего уклона поверхности водоприемника (георешеток 4) наносы, которые туда попадают с потоком воды, большая часть не будет задерживаться, а будет уноситься и смываться водой. Использование дренажных полимерных (перфорированных) труб 6, геомат 5 при изготовлении тюфяков 3 обеспечивают им гибкость и пластичность, хорошие водоприемные и фильтрующие свойства. Они экологичны, не имеют запаха, не выделяют вредных и токсичных веществ, устойчивы к жидким углеводородам, солнечному ультрафиолету. Эти изделия из геосинтетики обладают высокой прочностью и сроком службы более 25 лет. Конструкции из них работают устойчиво в условиях температуры от - 20 градусов до+40 градусов. Геоматы 5 и георешетки 4 изготавливаются из недорогого сырья, производство в нашей стране отлажено, изделия практичны и долговечны, удобны в применении. Для использования наиболее подходит геомат марки СМТ 400, толщина 15 мм. Объемные георешетки 4, используемые в сооружении, состоят из лент, соединенных между собой в шахматном порядке при помощи сварки или ткацких технологий.
Таким образом, подрусловой водозабор комбинированной конструкции обеспечивает эффективную очистку и прием (профильтровавшей) воды речных русел.
Подрусловой водозабор комбинированной конструкции может быть эффективно использован на горных и предгорных участках малых рек со сложными гидрологическими и климатическими условиями в мелиоративных целях для орошения прибрежных земель, а также для водоснабжения небольших населенных пунктов и отдельных предприятий.
Источник информации
1. Справочник проектировщика. Гидротехнические сооружения. / Под редакцией д.т.н., проф. В.П. Недриги. - М.: Стройиздат, 1983. - с. 434-435.
2. Патент РФ №2518634 Е02В 9/04 Подрусловой фильтрирующий водозабор комбинированной конструкции / Джамалудинов М.М., Курбанов СО. Бюл. №16, 10.06.2014 г.