Подпор от перегораживающего сооружения распространяется па большое расстояние, на котором можно разместить несколько регуляторов; ближайший регулятор ставят рядом с перегораживающим сооружением, объединяя их в комплекс, называемый узлом регуляторов (рис. 4—19).
Рис. 4 — 19. Узел бетонных регуляторов (вид с нижнего бьефа подпорного регулятора).
При такой компоновке сооружений достигаются:
- удобство эксплуатации группы сооружений в одной точке;
- простота и надежность ухода за сооружениями и удобство их охраны;
- снижение стоимости строительства узла по сравнению с установкой отдельных регуляторов.
Подпор горизонта воды может вызвать заиление канала; поэтому иногда возникает необходимость в устройстве сбросных (промывных) регуляторов для очистки каналов от наносов, которые располагают в комплексе с перегораживающим сооружением и регулятором.
В компоновке узлов расстановка регуляторов может быть сближенной и удаленной. Первая дает экономичные решения за счет общего понура и сокращения длины соединительных (между регуляторами) стен, но создает некоторые неудобства при управлении водой: из-за близкого расположения пролетов друг к другу и большого, вследствие этого, их взаимного влияния понижается качество измерения расходов (водомерность).
При удалении регуляторов друг от друга их водомерность повышается, но растет и стоимость узла; кроме того, на работе таких узлов отрицательно сказывается отложение наносов в верхнем бьефе. В практике еще можно встретить соединение в один узел нескольких регуляторов, где наряду с межхозяйственными распределителями в магистраль включаются и внутрихозяйственные оросители. Регуляторы в такой компоновке удаляются друг от друга (из-за условий проложений каналов к ним), что при большом числе регуляторов приводит к устройству расширенного участка магистрали — так называемого ковша. Ковш работает как отстойник с весьма ограниченными возможностями гидравлического удаления наносов; отложившиеся в ковше наносы затрудняют не только управление затворами, но и поступление воды в отводы. Кроме того, подъезд к такому узлу из-за множества каналов а дамб затруднителен. Такого рода компоновку узлов регуляторов рекомендовать не следует.
Наличие в узле подпорного регулятора часто ведет к отложению наносов в канале перед узлом; отложения особенно велики при недостаточной очистке воды от наносов при водозаборе из реки. Если в узле имеется сбросной регулятор, то через него можно смывать отложившиеся в канале наносы, поэтому его конструкция должна быть приспособлена к лучшему удалению наносов с транспортированием их по сбросному каналу.
Если но условиям трассировки каналов возможно заглубить дно подходной к узлу части магистрали и поднять дно отводной ее части, т. е. сделать порог у регуляторов, то устройство горизонтальной плоскости на уровне порога улучшит смыв наносов через промывной регулятор (рис. 4—20).
Горизонтальная плоскость способствует забору воды из верхних слоев, с меньшим содержанием вредных наносов; кроме того, она способствует забору наиболее загрязненных слоев воды и наносов в промывной регулятор.
Когда устройство порога невозможно, удалению наносов через промывной регулятор способствует постановка направляющих щитов, предложенных проф. М. В. Потаповым. Направляющие щиты в простейшем случае представляют собой плавающие деревянные дощатые стенки, собранные па одну общую раму и погруженные в воду па 0,3—0,4 глубины воды. Щиты ставят к оси потока под углом в плане 18—25°, что способствует направлению верхних, менее загрязненных, слоев воды к регуляторам (верхние струнки на рисунке 4—21 показаны сплошными линиями). Развивающаяся при этом циркуляция потока направляет донные, т. е. наиболее загрязненные, слон воды к промывному регулятору (донные струйки на рисунке 4—21 показаны пунктирными линиями).
В конструкции сбросного регулятора, изображенного на рисунках 4—22, 4—23 и 4—24, также предусмотрено устройство заглубления перед подпорным регулятором и размещение отверстий промывного регулятора в пороге подпорного, с выводом промывной (сбросной) воды по напорным трубам в сторону сбросного канала. При этой конструкции узла регуляторов вода становится менее мутной во время работы сбросного регулятора.
К узлам сооружений относятся вододелителя, представляющие собой открытые регуляторы, устанавливаемые поперек канала и разделяющие его поток в постоянной пропорции на 2—3 отвода.
Рис. 4—20. План узла регуляторов:
1 — регулятор; 2 — подпорный регулятор; 3 — промывной регулятор; 4 — дорога.
На рисунке 4—25 показан вододелитель, отводящий 1/3 расхода влево и 2/3 вправо. Для заданного деления потока необходимо иметь одинаковые условия подхода воды к каждому пролету и одинаковые коэффициенты расхода водосливов в пролетах. Первое условие достигается соответствующей разработкой форм конструкции входа: второе выполняется при свободном истечении через водослив.
При затопленном водосливе различие в гидравлических элементах отводных каналов вызовет и различно в коэффициентах затопления отдельных прологов.
Поэтому, если не представляется возможным устроить водосливы вододелителя, работающими свободно, без подтопления, то в таком случае целесообразно устройство приподнятого порога вододелителя, что сглаживает различия в коэффициентах затопления. Если п этого нельзя сделать, то надо так проектировать отводные каналы, чтобы разности уровней воды в начале этих каналов и в верхнем бьефе вододелителя были одинаковы или близки друг к другу.
При проектировании узлов регуляторов необходимо предусмотреть удобный подъезд к ним и свободную площадку для склада материалов при ремонте.
Рис. 4—21. План узла регуляторов со струенаправляющими щитами:
1 — регулятор; 2 — подпорный регулятор; 3 — промывной регулятор; 4 — дорога; 5 — струенаправляющая система щитов; 6 — тросы; 7 — якоря; 8 — поверхностные струи; 9 — донные струи.
Для обеспечения водомерности регуляторов и бесперебойной работы затворов перед узлами ставят па специальном мостике решетки с большими просветами между прутьями для улавливания плавника и удаления его из канала.
Тарировкой регуляторов можно повысить точность учета пропускаемого ими расхода, а зная продолжительность работы их, можно определить пропущенный ими объем воды.
На межхозяйственных и хозяйственных распределителях в качестве водовыпусков применяются также регуляторы-водомеры, которые одновременно с помощью счетно-измерительных устройств определяют расходы и суммарные объемы воды, прошедшие через сооружение.
Рис. 4—22. План узла регуляторов:
В — регулятор; Б — подпорный регулятор; З — сбросной регулятор.
Рис. 4—23. Разрез по АБ (к плану на рисунке 4—22).
К настоящему времени предложено большое количество типов специальных водомеров (расходомеров и стокомеров), измеряющих пропущенное ими количество воды: водомеры Среднеазиатского научно-исследовательского института ирригации (САНИИРИ, водомеры Д. П. Колодкевича, М. В. Бутырина и др.). Всесоюзного научно-исследовательского института гидротехники к мелиорации (ВНИИГиМ) предложенные проф. Ф. И. Пикаловым и В. Я. Поповой 2, водомеры, разработанные в Армянском ИИИГиМ Г. А. Амбарцумяном и Н. А. Нуриджаняном 3 в Грузинском НИИГиМ.
Рис. 4—24. Разрез по ВГДЕЖЗ (к плану на рисунке 4—22).
Рис. 4—25. План вододелителя.
Запасы в высоте стенок регуляторов и верхней кромки затвора (щита) устанавливаются по техническим условиям и нормам проектирования.
За расчетный горизонт воды, от которого назначаются запасы в высоте стенок регуляторов, принимается наивысший, получающийся или (при создании подпора) по условиям командования. или (при пропуске без подпора форсированного расхода канала) при наибольшем расчетном коэффициенте шероховатости. На рисунке 4—26 показан узел деревянных регуляторов.
Для регуляторов превышение верха стенок на входных участках и верха крепления каналов над расчетным горизонтом должно назначаться в зависимости от величины максимального расхода воды в канале по таблице 4 — 1.
Для сооружений, имеющих лишь ремонтные затворы, превышение верха стенок можно снижать на 10—15% против величин, приведенных в таблице
4—1 (СН и II, II-И. 3—62).
1 Ф. И. Пикалов, А.Я.Фалькович и О. В. Шаповалова. Водомерно- регулирующие сооружения и арматура внутрихозяйственной сети. Сельхозгиз, М., 1951.
2 Ф. И. Пикалов. Ирригационные водомеры-регуляторы парциального типа. «Гидротехника и мелиорация» № 4, 1949.
3 Г. А. Амбарцумян, Η. А. Нуриджавян. Автоматический водовыпуск регулятор-водомер АрмНИИГлМ. «Гидротехника и мелиорация» № 12, 1953.
Рис. 4—26. Вид с верхнего бьефа на узел кирпичных регуляторов.
Проектирование сооружений на сети должно производиться в тесной увязке с проектированием самом сети каналов и дорог. При размещении сооружений на сети, а также при общей компоновке сооружений, выборе типа, рода и качества строительных материалов и конструкций должны учитываться строительные и технико-экономические показатели — темпы и стоимость строительства, требования эксплуатации и ее стоимость. Следует стремиться к целесообразному объединению регулирующих (расходы и горизонты) сооружений в крупные распределительные узлы с автоматизацией управления затворами и учета воды.
Сооружения для сопряжения бьефов рационально (по возможности, конструктивно) совмещать с подпорными сооружениями и регуляторами.
При массовом проектировании сооружения нужно широко использовать типовые проекты, в особенности сборных конструкций, как для постоянной, так и для временной сети каналов.
При выборе типа регулятора следует учитывать ряд обстоятельств: массовость постройки в определенных местных условиях, использование местных строительных материалов, простоту конструкции, удобство управления затворами и эксплуатационные требования.
Для нормального профиля канала — в полувыемке-полунасыпи — наиболее приемлемы открытые регуляторы; для канала в выемке — регуляторы по типу безнапорных труб; для сбросных и промывных вод — регулятор с забральном стенкой по типу напорных труб. Подпорные регуляторы делают преимущественно открытыми, из них наиболее простой и дешевый — переходный, стоечный регулятор (рис. 4—11).
Стоечные подпорные регуляторы, снабженные шандорами или затворами. дают возможность симметрично пропускать малые расходы через шандоры, как это показано на рисунке 4—8 (работают крайние пролеты) и рисунке 4—11 (работают псе пролеты).
Ко всем регуляторам предъявляется требование водомерности; для выполнения этого требования участки каналов на 150—300 м (в зависимости от размера канала) перед и за регуляторами всегда должны быть свободны от наносов (удаление их) и от зарастания (скашивание и удаление растительности); перед узлами и подпорными регуляторами должны быть поставлены редкие решетки для улавливания и удаления плавника, мешающего работе затворов; подходный участок канала должен быть прямолинейным.
Вследствие не совсем точных значении расчетных гидравлических коэффициентов необходима тарировка регуляторов, на основе которой составляются расчетные таблицы и графики расходов для использования эксплуатационным персоналом. Для регуляторов и других сооружении на мелиоративной сети составлены типовые проекты сооружений как постоянных, так и переноеннх для временных оросителей.
При использовании оросительного или обводнительного канала для судоходства мосты через канал должны быть подняты достаточно высоко и не должны создавать затруднений движению судов: регуляторы-водовыпуски отводов из канала должны быть вдвинуты в берега, с тем чтобы не создавать затруднений судоходству при ремонте регуляторов; подпорные регуляторы заменяются простейшими судоходными.
