Контрольные вопросы

1. Оборудование, применяемое для защиты водозабора от сора.

2. Сетки. Схемы подачи воды.

3. Способы рыбозащиты. Конструкции рыбозащитных устройств.

4. Защита водозаборов от льда и шуги.

18. Водоприемные ковши

18.1. Назначение ковшей

Ковшевой водозабор представляет собой естественный или искусственный бассейн (каналы, заливы), подводящий воду к водоприёмнику. Скорость воды в ковше меньше, чем в реке, поэтому он применяется для предварительного осветления воды и для защиты водозабора от шуги. Ковшевые водозаборы применяют для крупных ответственных водозаборов, чаще всего промышленных, производительностью до 25 м³/с (для хозяйственно-питьевых водопроводов от 100 тыс. до 1 млн. м³/сут.).

Ограждающая речная дамба ковша отклоняет от водоприёмных отверстий водозаборов плывущую по поверхности шугу. Малые скорости движения воды внутри ковша обеспечивают установление в ковше ледяного покрова раньше, чем в реке. Шуга образуется при переохлаждении воды. Наличие ледяного покрова стабилизирует температурный режим потока, и переохлаждение воды в ковше не происходит. Из- за малой скорости воды шуга всплывает и примерзает к поверхностному льду. В водозабор поступает вода, освобождённая от шуги.

Кроме основного назначения – борьба с шуголедовыми помехами – ковш выполняет следующие функции:

• малые скорости способствуют выпадению взвешенных веществ, обеспечивая предварительную очистку воды от взвешенных наносов при мутности 2000…4000 мг/л;

• создаются достаточные глубины (на 1-1,5 м ниже дна) для устройства береговых водоприемников при пологих берегах;

• повышается отбор воды при минимальных расходах реки (до 50% минимального суточного расхода реки).

Водоприёмный ковш представляет собой искусственный залив, который образует дамба, вынесенная в русло реки, или отрытая в береге выемка. Проще и дешевле устраивать ковш в русле реки путём сооружения дамбы. Если ковш предназначен для борьбы с шугой и льдом, то верх дамбы должен быть выше уровня воды в период шугохода и ледохода. В другие периоды дамба может затапливаться. Если ковш используется для предварительного осветления воды, то дамба должна быть не затапливаемой.

Ковш не должен значительно изменять режим речного потока. Стеснение потока не должно вызывать затор льда и ухудшать существующее водопользование.

18.2. Основные типы ковшей

Использование того или иного типа ковша должно быть обосновано путём анализа гидрологических и других характеристик реки. Обычно проектированию ковша предшествует гидрологическое моделирование в лабораторных условиях. Типы ковшей и область их применения приведены в таблице.

Тип и схема устройства ковша	Область применения
Не затапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутый в реку: 1 – дамба; 2 – водоприёмное сооружение; 3 – ковш.	На шугозажорных реках с постепенно нарастающими значительными подъёмами уровней перед или в период ледостава; На реках с тяжёлым весенним ледоходом при относительно небольших подъёмах уровней воды в русле; При отсутствии сбросов промышленных стоков ниже места водозабора на участке берега не менее 10-кратной величины выноса внешней грани ковша в русло.
Не затапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутый в реку, с затапливаемой в половодье верховой шпорой: 1 – дамба; 2 – водоприёмное сооружение; 3 – ковш, 4 – верховая шпора.	На реках без шугозажорных режимов или особо тяжёлых условий весеннего ледохода, если количество наносов, транспортируемых рекой в половодье, не превышает 0,75 кг/м^3.
Не затапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутый в реку, с затапливаемой в половодье верховой и низовой шпорами: 1 – дамба; 2 – водоприёмное сооружение; 3 – ковш, 4 – наносозащитная верховая шпора, 5 – наносозащитная низовая шпора.	На реках без шугозажорных режимов или особо тяжёлых условий весеннего ледохода, если количество наносов, транспортируемых рекой в половодье, не превышает 0,75 кг/м^3. При необходимости сбросов промышленных стоков ниже места водозабора на участке берега не менее 10-кратной величины выноса внешней грани ковша в русло.
Затапливаемый с низовым входом, частично или полностью выдвинутым в русло реки: 1 – дамба; 2 – водоприёмное сооружение; 3 – ковш	На реках не допускающих стеснение русла реки в период паводков и половодий, при недостаточных глубинах у берега и возможности формирования береговых шугозажоров, а также при отсутствии специальных требований к предварительному осветлению воды.
Заглубленный в берег с углом отвода 135^0: 1 – ковш; 2 – водоприёмник.	На реках с ограниченной интенсивностью шуголедовых явлений, русла которых изогнуты или сложены слабыми мелкозернистыми грунтами.
Частично выдвинутый в русло, частично заглубленный в берег с самопромывающимся входом: 1- дамба; 2 – водоприёмник; 3 – ковш; 4 - низовая не затапливаемая дамба; 5 - верховая затапливаемая в половодье дамба.	При необходимости поддержания у входа в ковш или подходе к нему глубин, превышающих бытовые, особенно в случаях неглубокого залегания кровли коренных пород.
Снизовым входом и регуляторами: 1 – водоприёмник; 2 – ковш; 3 – речная не затапливаемая дамба.	На сильно шугоносных реках, транспортирующих в паводки большое количество взвешенных наносов.

Как видно из схем, ковши могут быть построены двумя способами: или выемкой грунта на берегу, или намывом (отсыпкой) дамбы, отделяющей акваторию ковша от реки.

Достоинство врезанных в берег ковшей состоит в том, что они не стесняют речной поток, но они дорогие и трудоемкие. Такие типы нежелательны при скальных и прочных грунтах берега. Их строительство удешевляется, если использовать такие явления рельефа, как овраги, балки, тальвеги.

Ковши, вынесенные в русло, дешевле и проще в строительстве (дамбы обычно намываются земснарядами), но стесняют поток и требуют крепления внешней стороны дамбы от размыва. Их целесообразно применять при русле из легких пород. Если ковш служит для борьбы с шугой или отбора больших количеств воды из реки, дамба может в паводок затапливаться. При защите водозабора от взвешенных веществ дамба не должна затапливаться высокими водами.

Ковши с верховым входом не рекомендуются для защиты от шуги и взвешенных наносов,

На схемах в таблице показаны ковши, где видно, что форма акватории ковша может быть изогнутой, ломаной, овальной или круглой. Ковши могут быть частично врезанными в берег, частично вынесенными в русло. Наконец, могут быть самопромывающиеся ковши, если у основания дамбы устроить перемычку с затвором, открывающимся во время паводка. Паводковые воды движутся с большой скоростью и, двигаясь транзитом через ковш будут вымывать с его дна отложения, вынося их в реку.

Чистка остальных видов ковшей должна производиться не реже раза в 2...3 года следующими способами:

• земснарядами или универсальными плавучими машинами, состоящими из понтона и землесоса (при отсутствии лесосплава и топляков);

• кранами-грейферами на баржах (при наличии на дне топляков);

• экскаваторами-драглайнами при небольших размерах ковшей.