По принципу управления потоком воды, подаваемой в канал, все бесплотинные водозаборы можно разделить на нерегулируемые и регулируемые.
Нерегулируемые водозаборы представляют собой канал, отводящий воду из реки потребителю (рис. 5.2, а). Такие водозаборы обычно применяются при отводе из реки не более 10 % ее расхода. Простота их устройства влечет за собой большие эксплуатационные затруднения, связанные с невозможностью регулирования забираемого расхода воды, захватом в канал большого количества наносов, плавника, льда и шуги, деформацией русла и смещением вниз по реке головы канала.
Рис. 5.4. Бесплотинный водозабор с водоприемником в голове канала:
1 — река; 2 — водоприемник; 3 — канал; 4 — отражатель наносов (вертикальная стенка)
Рис. 5.3. Схема многоголового водозабора:
1 — река; 2 — прокопы-отстойники; 3 — канал
Для повышения надежности нерегулируемого водозабора его иногда устраивают многоголовым, состоящим из нескольких каналов-прокопов (рис. 5.3), которые могут выполнять роль отстойников с механической очисткой их от наносов. Очистка каналов-прокопов от наносов производится поочередно, что позволяет не прекращать подачу воды в магистральный канал. Такой водозабор позволяет в некоторой степени регулировать расход воды, подаваемой в канал, и вести борьбу с наносами. Однако его надежность все же невелика, а эксплуатация связана с большими трудностями.
В регулируемых водозаборах в голове канала располагается водоприемное сооружение (водоприемник или регулятор), с помощью которого обеспечивается подача расхода воды в канал в соответствии с графиком водопотребления при всех расчетных уровнях воды в реке.
Для уменьшения захвата в канал наносов нерегулируемые и регулируемые водозаборы следует по возможности располагать на вогнутом берегу реки в соответствии с рекомендациями, приведенными в п. 5.1. При устройстве водоприемников в голове канала низовой борт их входной части рекомендуется делать в виде вертикальной стенки, которая играет роль отражателя наносов (рис. 5.4).
При легкоразмываемых грунтах водоприемник размещается за пределами деформаций русла реки. В этом случае он располагается на некотором удалении от реки (1—3 км), с которой соединяется подводящим каналом (рис. 5.5, а).
Рис. 5.5. Бесплотинный водозабор с подводящим каналом:
а — без отстойника; б — с отстойником; 1 — река; 2 — магистральный канал; 3 — водоприемник; 4 — промывной регулятор; 5 — сбросной канал; 6 — отстойник
Рис. 5-6. Конструкция водоприемника бесплотинного водозабора:
1 — решетка; 2 — подъемник; 3 — диафрагма; 4 — пазы для хранения шандор; 5 — паз для низовых шандор; 6 — дырчатые плиты; 7 — обратный фильтр; 8 — гасители; 9 — уплотнение шва; 10 — затвор; 11— шандоры; 12 — подготовка; 13 — битумный мат; 14 — понур; 15 — бетонные плиты; 16 — ось сооружения
Подводящий канал в этом случае целесообразно использовать в качестве отстойника, очистка которого от наносов производится механически или в сочетании с гидравлической промывкой (рис. 5.5, б).
Тип и конструкция водоприемника бесплотинного водозабора устанавливаются в зависимости от забираемого расхода, разности уровней воды в реке и канале, условий эксплуатации. При небольшой разнице уровней воды в реке и канале водоприемник устраивается открытого типа, а при значительных перепадах уровней применяются водоприемники с диафрагмой (рис. 5.6).
Диафрагма позволяет существенно уменьшить высоту затворов, облегчить подъемник и конструкции служебных мостиков. Низ диафрагмы располагается на отметке расчетного меженного уровня воды в реке.
Для забора осветленных верхних слоев речного потока со стороны верхнего бьефа устраиваются шандорные заграждения, используемые в качестве ремонтных затворов и порога переменной высоты. Высота закладки шандорного порога в паводок определяется уровнем воды в реке и расходом, забираемым в канал.
Отметка входного порога водоприемника назначается из условия забора в канал расчетного расхода воды, но не ниже средних отметок дна реки или подводящего канала.
Для борьбы с плавником на входе в водоприемник устанавливается грубая решетка, а для борьбы со льдом и шугой — специальные шугосбросы и запани.
Чтобы обеспечить непрерывную подачу воды потребителю при неисправности рабочих затворов и благоприятный режим потока в нижнем бьефе, в водоприемнике рекомендуется устраивать не менее трех пролетов.
