Открытые каналы
Водопроводные открытые каналы по способам расчета и типам конструкции аналогичны каналам для оросительных систем.
После проведения географических и топографических экспертиз региона проектируют трассу водопроводного канала. При этом нужно обеспечить по всей длине канала максимально равномерный уклон. Величина перепада регулируется несколькими условиями и напрямую влияет на скорость водного потока в канале. При заданной величине расхода воды малый уклон русла канала и, соответственно, малой скорости воды, необходимо увеличивать площадь поперечного сечения канала, что удорожает весь проект. Малые скорости воды так же приводят к повышенному зарастанию канала водорослями и заилению. В свою очередь неоправданно большие уклоны русла приводят к высоким скоростям воды, которые могут размывать русло канала. Максимальная скорость движения потока воды в канале лимитируется характеристиками грунтов, по которым проложен канал, наличием и способом укреплений или "одежды" тела канала. В открытых каналах с естественными рабочими поверхностями принимается расчетная скорость потока около 0,6-0,7 м/с. В каналах, облицованных каким либо способом, скорость воды выше и может достигать 1,5-2 м/с и даже более. Для устойчивого сохранения профиля канала поперечному сечению обычно придают трапецеидальную форму, и лишь в твердых (чаще всего скальных) грунтах он может иметь прямоугольную форму. При трапецеидальном профиле канала отношение заложения к его высоте (коэффициент откосов) напрямую зависит от выбранных способов крепления стенок и характеристик грунтов в месте прокладки. Как правило этот коэффициент находится в пределах 1,5-3.
Для соответствия продольного уклона канала расчетным, на отдельных участках, в зависимости от рельефа, по возвышенностям приходится прокладывать канал в выемках, на нулевых отметках с частичным обвалованием, и даже в насыпях на впадинах.
Строительство канала без облицовки допускается только в слабопроницаемых плотных грунтах, при небольших потерях воды на фильтрацию. Для снижения потерь на фильтрацию, предотвращения размыва откосов и оползней, уменьшения зарастания растительностью, выравнивания поверхности русло канала облицовывается различными материалами.
Облицовка так же должна применяться для защиты канала от загрязнения поверхностными почвенными водами.
Облицовки каналов бывают нескольких видов: бетонное и железобетонное покрытие, мощение камнем, гравийная отсыпка, битумная заливка, глинистый экран. Отсыпки и мощение в основном предназначены для укрепления и защиты от размывов, а остальные нужны для уменьшения фильтрации воды.
Уменьшение стоимости строительства открытого канала достигается устройством его в одну линию.
Выполнение работ по строительству и решение задач эксплуатации канала подразумевает на нем устройство определенных сооружений.
В местах пересечения каналом низменных участков, русел других рек, дорог и иных инженерных сооружений необходимо устройство дюкеров - специальных напорных гравитационных водоводов, выполняемые обычно из металлических или железобетонных труб. Трубы укладывают в две параллельные линии для увеличения надежности работы канала. По характеристикам работы и методике расчета эти локальные дюкеры аналогичны канализационным дюкерам. Для отключения дюкера при проведении профилактических работ в оголовке монтируется устройство для выключения, а в подающей камере решетку от сорных фракций.
На практике применяется устройство переходов через естественные преграды (овраги, реки и т.п.) в виде мостовых водопроводов - акведуков.
Для регулировки уровня воды, отключения отдельных участков на ремонт, и даже для полного перекрытия русла канала на нем через определенные промежутки строят перегораживающие сооружения.
Выше по течению, возле каждого перекрывающего сооружения устраивают автоматический водосброс, который предназначен для предохранения от переполнения вышележащих участков канала.
В тех местах, где русло канала пересекает резкие изменения рельефа на канале строят водные перепады или по другому - быстротоки.
Нередко, например при пересечении линии водораздела местности, требуется строительство канала несколькими ступенями с локальными участками, где водоподъем выполняется насосами.
Условия работы насосных станций при канале весьма отличается от насосных станций в водопроводных системах. Насосы, обслуживающие "перевальные" станции каналов должны поднимать огромные массы воды на небольшую высоту. Поэтому на них чаще всего применяются осевые центробежные насосы.
Как было отмечено выше, длинные водопроводные каналы строят в одну линию, для снижения затрат на строительство. Поэтому, для обеспечения надежности водоснабжения потребителей в конце каждого участка канала строят резервные емкости для воды. Объем этих емкостей должен обеспечивать водоснабжение объектов на все время ликвидации аварии или планового ремонта вышележащего участка. Под такие емкости часто приспосабливают водохранилища , которые образуются на руслах рек и других естественных водоемов от создания плотин при их пересечении каналом. В естественных условиях часто значительную часть общей длины канала составляют водохранилища. При строительстве канала значительно уменьшается объем работ и следовательно себестоимость, если в русле каналов присутствуют водохранилища. Наличие водохранилищ на канале обеспечивает не только бесперебойное водоснабжение, но и осадок взвеси и других вредных механических примесей из подаваемой воды.
На правах рекламы: