Расчет водоприемных ковшей

Величина предельного отбора воды в водоприемные ковши определяется особенностями шуголедовых условий.

В ковш с пониженным дном (на 1-2 м ниже дна реки) с достаточной гарантией может быть отведен расход, составляющий 50-60 % минимального среднесуточного расхода воды в открытом русле реки. Но в периоды шугохода предельную величину отвода в ковш целесообразно принимать в зависимости от расхода шуги Qш, транспортируемой потоком, не превышая значений

Qв/q = 1 – 4 (Qш/q),

где Q - наименьший расход воды в русле реки, транспортирующий по руслу в период шугохода шугу Qш;.

Отметку дна ковша Ñдк рекомендуется назначать из расчета обеспечения требуемых глубин в нем в периоды низких уровней воды в реке. В большинстве случаев это требование относится к минимальным уровням зимней межени (Ñм.з.у), когда в водоприемном ковше устанавливается расчетная толщина ледяного покрова. Для этого случая отметку дна ковша можно определить по формуле

Ñдк = Ñм.з.у - 1,33 dл - 0,3 – D – hп,

где 1,33 - коэффициент увеличения толщины льда в ковше по сравнению с толщиной льда, формирующегося в русле; dл - расчетная толщина ледяного покрова в русле реки; 0,3 - заглубление верхней кромки водоприемного отверстия высотой D под нижнюю поверхность льда, hп - высота порога приемных отверстий, назначаемая в зависимости от высоты слоя отложений наносов в водоприемном ковше в пределах 0,4-1 м.

Ширина водоприемного ковша по дну назначается в расчете на быстрое установление в нем ледяного покрова при работе ковша в тяжелой внешней шуголедовой обстановке.

Ширина ковша по дну, удовлетворяющая этому требованию, может быть определена при обеспечении в водоприемном ковше условной средней скорости течения uк, назначаемой в зависимости от скоростей течения на перекатах в русле в период щугохода uп.

Если водоприемный ковш работает без подвода теплой воды, условная средняя скорость в ковше uк принимается по табл. 22.

Таблица 22

Указанные условные средние скорости могут быть увеличены на 25-50 %, если к водоприемному ковшу будет подведена теплая отработанная вода.

Ширину ковша по дну определяют по минимальному уровню воды в период шугохода Ñм.у.ш с учетом наличия в ковше льда (dл = 0,3-0,5 м) и наносов (слой hн), уменьшающих глубину живого сечения до величины

hж = Ñм.у.ш - Ñдк - dл - hн.

При заданном заложении откосов ширину водоприемного ковша по дну находят по формуле

вд = Qв/(hж uк - m(2/hн + hж).

Величина Вд при этом принимается не меньше ширины (5-8 м), необходимой для прохода снаряда, применяемого при очистке ковша от наносов.

Полную длину водоприемного ковша, заглубленного в берег, измеряемую по его оси от начального сечения входа до водоприемника, вычисляют по формуле

L = lв + lш + lp,

где lв - длина входной части ковша, охватываемой водоворотом на входе и засоряющейся шугой еще в начале шугохода; lш - длина участка ковша, на котором откладываются в течение шугохода захваченные в ковш шуга и ледяная взвесь; lр - длина рабочей части ковша, в пределах которой к концу шугохода обеспечивается полное всплывание в транзитной струе всех скоплений кристаллов льда, имеющих гидравлическую крупность wш ³ 0,015-0,02 м/с.

По приведенной формуле определяют также длину ковша с низовым входом, полностью или частично выдвинутым в русло реки, и имеющего низовые ограждающие дамбы.

Длину входной части lв водоприемного ковша можно приближенно найти по формуле

lв = (1-1,5)Вв,

где Вв - ширина входа ковша, измеренная по урезу воды при среднем уровне воды в период шугохода.

При выборе отметок гребня руководствуются следующим:

отметки гребня ограждающих незаливаемых дамб ковша принимают на 0,5-1 м большими отметок расчетного максимального горизонта воды в реке;

отметки гребня верховых заливаемых дамб ковша принимают равными отметкам уровней шугохода, имеющих обеспеченность 25 %;

отметки гребня низовых дамб ковша всегда назначают большими отметок гребня верховых заливаемых дамб;

речные заливаемые дамбы ковша, устраиваемые на реках с относительно низкими горизонтами весеннего ледохода, могут иметь отметки гребня равными отметкам расчетных максимальных горизонтов ледохода.

Ширину гребня дамб ковшей принимают в пределах 4-5 м, а ширину берм - 1,5-2 м, если последние не предназначены для прохода автомашин и экскаваторов.