Водоприемники и их регулирование

Водоприемниками служат реки, озера, водохранилища, балки, овраги. Их назначение – принимать воду с осушаемой территории и обеспечивать надежную работу осушительной сети.

Недостаточная пропускная способность водоприемника может создать подпор воды во всей осушительной системе и тем самым замедлить сброс воды с осушаемой территории.

При осушении торфяных месторождений в качестве водоприемника используются небольшие реки и крупные ручьи.

Основные требования, предъявляемые к водоприемникам:

• горизонты воды в водоприемнике не должны создавать подпора и подтопления впадающих в водоприемник магистрального канала и осушительной сети;

• водоприемник должен иметь равномерное движение воды по всей длине;

• водоприемник должен иметь пропускную способность, обеспечивающую своевременный отвод избыточных вод с осушаемой территории;

• при пропуске паводков нельзя допускать отложений крупных пылеватых и песчаных наносов, для чего водоприемник должен иметь соответствующие во время прохождения паводка скорости и горизонты воды в нем;

• водоприемник должен иметь устойчивое русло и прочные берега.

Основные причины неудовлетворительной работы рек-водоприемников являются:

• извилистость рек и связанное с этим зарастание русла и засорение его наносами и другими посторонними предметами;

• недостаточные размеры русла, подпоры воды, создаваемые искусственными сооружениями, высокое расположение водоприемников по отношению к осушаемой территории.

Если водоприемник не обеспечивает своевременный отвод избыточных вод с осушаемой территории, проводят мероприятия по его регулированию:

• понижают горизонт воды увеличением пропускной способности водоприемника, устройством сбросных сооружений или регулированием стока на водосборе;

• регулируют паводковый режим устройством водохранилищ, позволяющих перераспределять сток во времени;

• выправляют русло реки;

В случае нецелесообразности регулирования водоприемника по технико-экономическим показателям или по условиям охраны природы, применяют осушение с механическим водоподъемом.

Основные виды работ по регулированию водоприемников:

• спрямление русла;

• расчистка и углубление русла водоприемника;

• выправительные работы в русле.

Спрямление русла уменьшает его общую длину и шероховатость, потери напора, увеличивает гидравлический уклон

i = (Δ1 – Δ2)/L за счет уменьшения длины L и скорость течения воды.

Спрямляют русло на участках реки с недостаточными уклонами и скоростями, при которых оно зарастает и заиляется (скорость течения воды меньше 0,3÷0,4 м/с)

Расчистка и углубление русла водоприемника позволяет снизить горизонты воды в водоприемнике и ликвидировать подпоры впадающей в него осушительной сети. Расчистка русла от растительности увеличивает его пропускную способность. Хорошим содержанием водоприемника достигается увеличение его пропускной способности примерно на 30%. Только прочисткой русла уровень воды в водоприемнике может быть снижен на 30÷40 см.

Выправительные работы в русле выполняют для придания руслу правильной формы, создания и поддержания одинаковой ширины русла: в нем устраивают струенаправляющие дамбы, запруды и полузапруды для выправления динамической оси потока, а также водостеснительные сооружения, суживающие расширенные участки русла.

При регулировании водоприемников основная форма русла –параболическая; параметры параболы устанавливают с учетом угла естественного откоса грунтов.

Определение пропускной способности русла водоприемника в естественном состоянии можно выполнить по формуле равномерного движения

Qp = ωcp Ccp ,

где ωcp, Ccp, Rcp – площадь поперечного сечения, коэффициент сопротивления (Шези) и гидравлический радиус для осредненного поперечного сечения на рассматриваемом участке реки

ωcp = φ Вср Нcp ,

где φ = 0,667 для параболического русла и φ = 0,775 для полуэллипса.

Рис. Разгрузка водоприемника нагорными каналами

1-нагорный канал №1; 2-нагорный канал №2

Рис. Разгрузка водоприемника параллельным каналом

1-параллельный канал; 2-озеро.

Разгрузка водоприемника производится путем перехвата всех притоков, впадающих в реку в пределах осушаемого торфяного месторождения ( рис. ) или отводом части расхода водоприемника в периоды паводка особым (параллельным) руслом (рис. ).