RU2694189C2 - Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС - Google Patents
Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694189C2 RU2694189C2 RU2018118233A RU2018118233A RU2694189C2 RU 2694189 C2 RU2694189 C2 RU 2694189C2 RU 2018118233 A RU2018118233 A RU 2018118233A RU 2018118233 A RU2018118233 A RU 2018118233A RU 2694189 C2 RU2694189 C2 RU 2694189C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water intake
- intake
- water
- gallery
- pipes
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 65
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims abstract 2
- 244000309464 bull Species 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002352 surface water Substances 0.000 abstract 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 7
- 241000190687 Gobius Species 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
- E02B9/02—Water-ways
- E02B9/04—Free-flow canals or flumes; Intakes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Sewage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидротехническому строительству земляных сооружений, а именно к водозаборным сооружениям, для увеличения забора воды в жестких природных условиях. Водозабор поверхностного стока выполнен в виде заглубленной галереи, частично перекрытой заборными решетками (2). Сооружение на пролеты разделяется бычками, железобетонными полыми с решетками в верхней части стенок (1) или металлическим каркасом с металлическими щитами (19) с напорной стороны. Водозабор для подрусловых вод выполнен в виде труб (10), для забора подруслового потока, которые расположены ниже уровня земли. Входная часть защищена обратным фильтром (11). На выходе (в галерее) трубы перекрываются заслонкой, которая выполнена в виде задвижки (16). Задвижка регулируется запорной арматурой из смотрового колодца (18), расположенного в непосредственной близости, или обратным клапаном (20). Клапан работает в автоматическом режиме. Для поднятия уровня грунтовых вод и направления их в трубопровод от ВГУ предусмотрена шпунтовая стенка (12). Водозаборное сооружение способно увеличить расход воды за счет забора как поверхностного стока, так и грунтовых вод, имеет низкую себестоимость, просто в ремонте, устойчиво, длительное время воспринимает воздействие потока, не теряя своей работоспособности; увеличивает выработку электроэнергии на малой гидроэлектростанции. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства земляных сооружений и может быть использовано для гидротехнических и мелиоративных сооружений, для увеличения забора воды в жестких природных условиях, с целью повышения выработки электроэнергии на гидроэлектростанции (ГЭС). Основной материал при строительстве - железобетон и металл.
Известна конструкция водозаборного сооружения для горных рек (Азербайджан SU патент 1772311 A1 Е02В 9/04, бюл. №40). В состав сооружения входит бетонная водосливная плотина, водозаборные окна, расположенные в береговых устоях, затворов, качающегося щита, противовесов, водоприемной галереи, водозаборного порога, емкости. Недостатком такой конструкции является большой вес, материалоемкость, сложность устройства, а также ограничение по забору только поверхностного стока, что не позволяет использовать максимальный потенциал водотока.
Известен также послойно решетчатый водозабор для горных рек (патент RU 96070 Е02В 9/04). В состав сооружения входит земляная плотина, паводковый водосброс и водозаборная галерея, выполненная в виде горного «Тирольского» типа. Галерея перекрыта решетками. Узел разделен на пролеты бетонными бычками, снабженными затворами. Недостатком этой конструкции является ограничение по забору воды, забирается только поверхностный сток.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является подрусловой фильтрирующий водозабор комбинированной конструкции (патент RU 2518634 Е02В 9/04). В состав сооружения входит водозаборная галерея и водоприемник, выполненный из металлической решетки и гибких тюфяков, уложенных в два ряда сверху решетки. На глубине, под порогом, устроен водоприемник в виде перфорированной трубы, гибких тюфяков и жестких ребер.
Эта сравнительно несложная по технологии устройства и экономически выгодная конструкция имеет ряд недостатков. Одним из недостатков такого водозабора является необходимость частой замены фильтрующих тюфяков, что подразумевает более тщательный уход и дополнительные финансовые затраты. Так же возникает вопрос очистки водозаборной галереи и металлической решетки.
Целью изобретения является увеличение выработки электроэнергии в сложных природных условиях, за счет увеличения объемов забора воды.
Указанная цель достигается тем, что водозабор поверхностного стока выполнен в виде заглубленной галереи, частично перекрытой заборными решетками, сооружение на пролеты разделяется бычками, железобетонными полыми с решетками в верхней части стенок, или металлическим каркасом с металлическими щитами с напорной стороны; водозабор для подрусловых вод выполнен в виде труб расположенных ниже уровня земли, при этом входная часть защищена обратным фильтром, на выходе (в галерее) трубы перекрываются заслонкой, которая может быть выполнена в виде задвижки, регулируемой запорной арматурой из смотрового колодца расположенного в непосредственной близости, или обратного клапана, работающего в автоматическом режиме, а для поднятия уровня грунтовых вод и направления их в трубопровод от ВГУ, предусматривается шпунтовая стенка.
Изобретение поясняется чертежами, где:
Фиг. 1 - План водозаборного сооружения.
Фиг. 2 - Поперечный разрез водозаборного сооружения.
Фиг. 3 - Продольный разрез водозаборного сооружения.
Фиг. 4 - Схема по второму типу бычков и второму типу.
Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС состоит из: железобетонных полых бычков (1); заборных решеток (2); сплошных металлических листов (3); паводкового водосброса (4); сбросной трубы (5); трубопровода от ВГУ (6); плоских затворов (7); обслуживающего мостика (8); понура (9); труб для забора подруслового потока (10); обратного фильтра (11); шпунтовой стенки (12); гасителя энергии (13); водоупорного слоя (14); песчаной подготовки (15); задвижек (16); запорной арматуры (17); смотрового колодца(18); металлических щитов (19); обратных клапанов (20); металлического каркаса (21); железобетонного разделительного устоя (22).
Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС строится и работает следующим образом:
Вначале выбирается место строительства водозабора и осуществляется привязка основных элементов сооружения. Строительство гидроузла по климатическим условиям, с учетом технологической последовательности возведения основных сооружений и пропуска строительных расходов, производится в два этапа. Пропуск расходов строительного периода осуществляется следующим образом: отгораживается котлован, включающий сооружения 1-ого этапа. Расходы пропускают в правобережной части, частично расчищенной и организованной в виде отводного канала. Канал и перемычки рассчитаны на пропуск расходов межпаводкового периода. Под защитой выполняется часть понура (9) и весь комплекс сооружений, входящий в огражденную перемычками зону. В следующий межпаводковый сезон перемычками ограждается котлован левого берега с остальной частью водозабора, при этом расход пропускается через готовую часть. Водозаборное сооружение проектируется в виде галереи заглубленной в грунт и перекрытой заборными решетками (2). На заборной решетке (2) предусматриваются железобетонные полые бычки (1), которые затапливаются во время паводков. В стенках бычков расположены отверстия с заборными решетками (2), для дополнительного забора воды во время паводка. В среднюю часть водосливного пролета, по которому движутся донные наносы, вставляется съемное перекрытие из сплошного металлического листа (3).
Порог боковых водозаборных отверстий расположен на 1 м выше отметки понурной плиты водосброса и на 0,5 м водослива водозабора, что предотвращает попадание влекомых наносов в водозабор. Удаление наносов перед водозабором осуществляется путем создания высоких придонных скоростей воды за счет подъема плоских затворов (7).
Через отверстия в железобетонных полых бычках (1), во время паводка, будет осуществляться дополнительный забор воды. (Фиг. 3). Бычки на водозаборной галерее в виде металлического каркаса (21), с металлическими щитами (19) с напорной стороны сами по себе открытые, без боковых стен, что позволяет увеличить забор воды во время поводков. (Фиг. 4). В бычках предусматриваются пазы, в которые во время межени можно опускать плоские затворы (7). Они позволяют регулировать горизонты и расходы воды и более уверенно эксплуатировать водозабор.
За заборными решетками (2) предусматривается паз для заградительного плоского затвора (7), который устанавливается в пролет, где ведется очистка заборной решетки (2). Для маневрирования оборудованием предусматривается подвесной кран на обслуживающем мостике (8), который, кроме обслуживания заборных решеток (2) и плоских затворов (7), используется (с помощью специального оборудования) для побудительного перемещения плавающего, мусора и крупных донных наносов к паводковому водосбросу (4).
Вода из реки поступает через водозаборную галерею в промывное устройство. Смыв в нижний бьеф донных наносов, попавших в галерею и отстоявшихся в емкости промыва, осуществляется через сбросную трубу (5), которая регулируется задвижкой. Очистка осуществляется обратной волной, возникающей в галерее при быстром опускании плоских затворов (7) на оголовке деривационного канала МГЭС и в последующем открытии затворов промывного сооружения.
Паводковый водосброс (4) выполняет функции пропуска паводковых расходов воды, обеспечения попусков в нижний бьеф, мусоросброса и промыва отложившихся в верхнем бьефе перед водозабором наносов. Для разграничения водозабора и паводкового водосброса (4) предусмотрен железобетонный разделительный устой (22).
Водосбросной пролет оснащен плоским затвором (7), рассчитанным на определенный напор. Регулирование распределения расходов между сбросом и водозабором осуществляется в автоматическом режиме.
Все вышеуказанные сооружения размещаются в пределах поймы и русла рек. Заглубленная галерея выполнена с отверстиями под трубы для забора подруслового потока (10) и обратным фильтром (11) для очистки грунтовых вод. Чтобы обеспечить подачу воды в галерею, проектируется шпунтовая стенка (12) для поднятия уровня подруслового потока и направления его к заборным трубопроводам от ВГУ (6). Величина заглубления шпунтовой стенки (12) подбирается исходя из геологических условий и глубины залегания водоупорного слоя (14). Опускать шпунтовую стенку (12) в водоупорный слой (14) недопустимо, в виду основных требований по проектированию гидротехнических сооружений. Во время паводка трубы для забора подруслового потока (10), расположенные в стенках галереи необходимо защитить от обратного течения, для этого предполагается размещение задвижек (16) на трубах, которые регулируются запорной арматурой (17) из смотрового колодца (18) расположенного в непосредственной близости (Фиг. 3), или в виде обратных клапанов (20), работающих в автоматическом режиме. (Фиг. 4)
Для защиты труб от промерзания, необходимо предусмотреть электрообогрев.
Работа водозаборного гидроузла основана на принципе максимального обеспечения. В паводковый период перекрываются трубы для забора подруслового потока (10) расположенные в галереи, открываются плоские затворы (7) и осуществляется забор поверхностного стока. В меженный период поверхностный сток уменьшается в 100-150 раз, в некоторых районах он проходит в виде тонкого ручья. В такие периоды закрываются плоские затворы (7), поверхностный объем пропускается в качестве санитарных попусков, открываются трубы для забора подруслового потока (10) в галерее и происходит забор подруслового потока. Таким образом, совмещенный водозабор способен обеспечить МГЭС необходимым расходов в любой сезонный период и в самых жестких условиях.
Рассматриваемый водозабор расположен поперек русла реки. (Фиг. 1, 2). Количество пролетов зависит от ширины реки и расходов потока. Размеры плоских затворов (7) подбираются исходя из ширины пролета, величины напора и удобства маневрирования. От подмыва грунта перед сооружением предусмотрен понур (9), от размыва, после водозаборного сооружения, гаситель энергии (13) в виде водобойного колодца. Обогрев труб для забора подруслового потока (10) выполняется в виде нагревательного электрического кабеля.
Рассматриваемое сооружение будет устойчиво к воздействию потока воды из-за частичного заглубления конструкций в грунт.
Применение изобретения позволит получить несложное в изготовлении, надежное в эксплуатации водозаборное сооружение, способное увеличить расход воды за счет забора, как поверхностного стока, так и грунтовых вод. Оно имеет низкую себестоимость, просто в ремонте, устойчиво, длительное время воспринимает воздействие потока, не теряя своей работоспособности; хорошо вписывается в ландшафт, ограничивает попадание наносов и мусора в напорную деривацию, увеличивает выработку электроэнергии на малой гидроэлектростанции.
Claims (1)
- Совмещенный водозаборный гидроузел (ВГУ) для приема воды из горных и предгорных рек состоит из водозаборного сооружения и паводкового водосброса, отличающийся тем, что водозабор поверхностного стока выполнен в виде заглубленной галереи, частично перекрытой заборными решетками, сооружение на пролеты разделяется бычками, железобетонными полыми с решетками в верхней части стенок или металлическим каркасом с металлическими щитами с напорной стороны, водозабор для подрусловых вод выполнен в виде труб, для забора подруслового потока, расположенных ниже уровня земли, при этом входная часть защищена обратным фильтром, на выходе (в галерее) трубы перекрываются заслонкой, которая может быть выполнена в виде задвижки, регулируемой запорной арматурой из смотрового колодца, расположенного в непосредственной близости, или обратным клапаном, работающим в автоматическом режиме, а для поднятия уровня грунтовых вод и направления их в трубопровод от ВГУ предусматривается шпунтовая стенка.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118233A RU2694189C2 (ru) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018118233A RU2694189C2 (ru) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018118233A RU2018118233A (ru) | 2018-09-17 |
| RU2018118233A3 RU2018118233A3 (ru) | 2019-03-22 |
| RU2694189C2 true RU2694189C2 (ru) | 2019-07-09 |
Family
ID=63639655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018118233A RU2694189C2 (ru) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2694189C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754365C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2021-09-01 | Валентин Валерьевич Кульченко | Способ использования двухуровневой структуры рек крымского полуострова для водоснабжения республики крым и города севастополя |
| RU2817417C2 (ru) * | 2022-01-12 | 2024-04-16 | Вадим Михайлович Голубенко | Способ возведения водозабора комбинированной конструкции |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU83153A1 (ru) * | 1947-07-04 | 1949-11-30 | И.Н. Андрейчук | Плотина-водоприемник |
| SU96070A1 (ru) * | 1951-03-21 | 1952-11-30 | Н.Ф. Данелия | Решетчатый послойный водозабор дл горных рек |
| SU1772311A1 (en) * | 1989-04-14 | 1992-10-30 | Azerb Nii Gidrotekh | Water intake structure for mountain streams |
| RU2518634C2 (ru) * | 2012-08-20 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "БЕРЕГ" | Подрусловой фильтрирующий водозабор комбинированной конструкции |
| GEU20171946Y (en) * | 2016-12-16 | 2017-09-11 | Giorgi Omsarashvili | Underflow water intake facility |
-
2018
- 2018-05-17 RU RU2018118233A patent/RU2694189C2/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU83153A1 (ru) * | 1947-07-04 | 1949-11-30 | И.Н. Андрейчук | Плотина-водоприемник |
| SU96070A1 (ru) * | 1951-03-21 | 1952-11-30 | Н.Ф. Данелия | Решетчатый послойный водозабор дл горных рек |
| SU1772311A1 (en) * | 1989-04-14 | 1992-10-30 | Azerb Nii Gidrotekh | Water intake structure for mountain streams |
| RU2518634C2 (ru) * | 2012-08-20 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "БЕРЕГ" | Подрусловой фильтрирующий водозабор комбинированной конструкции |
| GEU20171946Y (en) * | 2016-12-16 | 2017-09-11 | Giorgi Omsarashvili | Underflow water intake facility |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754365C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2021-09-01 | Валентин Валерьевич Кульченко | Способ использования двухуровневой структуры рек крымского полуострова для водоснабжения республики крым и города севастополя |
| RU2817417C2 (ru) * | 2022-01-12 | 2024-04-16 | Вадим Михайлович Голубенко | Способ возведения водозабора комбинированной конструкции |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018118233A3 (ru) | 2019-03-22 |
| RU2018118233A (ru) | 2018-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2020044355A1 (en) | Integration of multipurpose box tunnels with empty lakes and mini dam for effective flood control | |
| RU2694189C2 (ru) | Водозаборное сооружение для приема воды из горных и предгорных рек для малых ГЭС | |
| KR100780743B1 (ko) | 높이차를 가지는 공기배출수단이 구비된 일련의사이펀여수로군(群) | |
| KR101267377B1 (ko) | 자연담수 홍수방지 저류 시스템 | |
| RU2518634C2 (ru) | Подрусловой фильтрирующий водозабор комбинированной конструкции | |
| Chanson | Embankment overtopping protections system and earth dam spillways | |
| EP2420669B1 (de) | Schachtkraftwerk mit Schachtspülung | |
| KR100807404B1 (ko) | 하천의 제방보다 더 높은 형태로 구성되는 대용량의 다단계저수공간을 이용하여 오염된 수질을 정화시키면서지속적으로 발전하는 방법 | |
| Radecki-Pawlik et al. | Difficulties with existing fish passes and their renovation. The pool fish pass on Dłubnia River in Krakow | |
| RU144821U1 (ru) | Эксплуатационный водосброс плотины (варианты) | |
| KR100957070B1 (ko) | 홍수와 수량 조절과 소수력발전용 지하 저수장치 | |
| RU2518456C2 (ru) | Способ возведения подруслового фильтрирующего водозабора комбинированной конструкции | |
| JP2002173957A (ja) | 床止め工に傾斜取水スクリーンを設置した河川表流水の取水構造 | |
| KR102036353B1 (ko) | 친환경 관로형 생태보 | |
| KR20140025564A (ko) | 자동 어도 겸용 수질정화 기능을 발휘하도록 구성되는 다기능 자동보 작동 시스템을 이용하여 자연생태계를 복원시켜주면서 비중이 무거운 깨끗한 하천수들을 우선적으로 배출하여 오염된 하천수를 자연적으로 정화시키는 자연친화적인 친환경 공법 | |
| KR20140024036A (ko) | 수질 정화기 겸용 자동 어도를 이용하여 자연생태계를 복원시켜주면서 비중이 무거운 깨끗한 하천수들을 우선적으로 배출하여 오염된 하천수를 자연적으로 정화시키는 자연친화적인 친환경 공법 | |
| CN106988400A (zh) | 一种挡潮、防堵、检修便捷、可冲砂清淤的干沟式截流系统及方法 | |
| KR20110000467A (ko) | 침전물 정화용 수문이 형성된 댐 구조 | |
| CN202247795U (zh) | 一种水体截流装置 | |
| CN215290378U (zh) | 一种地下泉取水结构 | |
| RU2710164C1 (ru) | Способ предотвращения ущерба от паводковых наводнений | |
| CN1408957A (zh) | 一种高水消能绕流设备及其方法 | |
| Aras | Cost anaysis of sediment removal techniques from reservoir | |
| Vazquez et al. | Rehabilitation and improvement of the Túneis hydroelectric undertaking. Hydroelectric and environmental issues | |
| WO2016186446A1 (ko) | 단류발전기를 설치하여 복류발전을 할 수 있는 조력발전장치의 시공방법 |