Водосбросные сооружения для прудов
Основные гидротехнические сооружения в рыбоводном хозяйстве
К гидротехническим сооружениям в прудовом рыбоводстве относят головную плотину, водоснабжающие и водосбросные каналы, контурные и разделительные дамбы, водосливы, водовыпуски и др.
Плотиной называют сооружение, преграждающее русло водотока и удерживающее воду с одной стороны на более высоком уровне, чем с другой. Она служит для создания водохранилища (головного пруда) и строится в самом узком месте поймы на плотном водонепроницаемом грунте. Плотины строят из различных материалов — грунта, камня, дерева, бетона, железобетона и стали. Наиболее распространены земляные плотины, которые можно строить из любых грунтов (суглинка, супеси, песка, торфа), но наилучшим материалом является суглинок и супеси с содержанием песка 50-60%. Сечение земляной плотины всегда делают трапецеидальным. Высота головной плотины должна быть такой, чтобы можно было обводнить нижележащий участок поймы, отведенной под рыбоводные пруды, а объем воды образованного ею головного пруда обеспечивал бы потребности всего хозяйства при постоянном водотоке. Для пропуска весеннего паводка в теле плотины устраивают водосбросные сооружения (водосбросы). Водосбросы, устраиваемые в плотине, могут быть выполнены в виде водосливов или водоспусков.
Водосливом называют сооружение для пропуска воды, подступающей в пруд, порог которого расположен на уровне постоянного горизонта воды в пруду. Водосливы устраивают в тех случаях, когда максимальный паводковый расход не превышает 10-15 м 3 /с, а глубина над порогом водослива не более 1,5 м.
Для пропуска большого количества воды или для изменения еe уровня вплоть до полного сброса воды из пруда устраивают водоспуски. Водоспуском называют сооружение, порог которого расположен ниже постоянного уровня воды или даже на дне пруда. Отверстие водоспуска перекрывают щитами, с помощью которых можно увеличивать или уменьшать пропуск воды через сооружение. Строят водоспуски из дерева, бутобетона, бетона и железобетона. В головных плотинах устраивают открытые водоспуски. Для сброса воды из прудов и регулирования уровне в них служат донные трубчатые водоспуски, которые размещают в наиболее низких местах водоема. Донный трубчатый водоспуск состоит из горизонтальной трубы (лежака), вертикальной башни (стояка) и служебного мостика. Существуют водоспуски с одними и двумя рядами щитков. В водоспуске с одним рядом щитков вода, переливаясь через верхний щиток, попадает в горизонтальную трубу и, пройдя по ней, выливается из пруда. В водоспуске с двумя рядами щитков первый ряд щитков устраивают в передней стенке, второй — в середине стояка. Такое расположение щитков позволяет сбрасывать придонные слои воды, если в передней стенке у дна вместо щитка установить решетку или сетку. Вода поступает в стояк через решетку и поднимается между рядами щитков до верхнего щитка второго ряда, переливается через него в лежак и вытекает из пруда.
Водоснабжающая система рыбоводных хозяйств состоит из земляных каналов, трубопроводов и лотков, по которым вода от водохранилища самотеком подается к рыбоводным прудам. Основным элементом водоснабжающей системы является магистральный канал, по которому вода подводится от водохранилища к прудам. Он расположен выше горизонтов воды прудов хозяйств. Земляные каналы устраивают в выемке, полувыемке-полунасыпи и реже в насыпи. Для снабжения водой прудов от магистрального канала делают ответвления.
В тех случаях, когда расход воды небольшой (до 300 л/с) или сильно пересеченный рельеф местности, водоснабжение производят с помощью деревянных лотков.
На магистральном канале для регулирования расхода воды устраивают шлюзы-регуляторы. Перед щитками головного шлюза-регулятора располагают решетки, которые препятствуют проходу дикой рыбы из водохранилища в водоснабжающий канал.
Шлюзы-регуляторы устанавливают в местах, где нужно перекрыть течение воды по каналу и направить воду в лоток или отводной канал. Обычно шлюз-регулятор устанавливают за водовыпуском. Водовыпуски — сооружения для подачи воды из канала в пруд.
В рыбоводных хозяйствах пруды различных категорий обычно строят путем обвалования контурными и разделительными дамбами. Контурные дамбы отделяют пруд от реки, а разделительные — отделяют один пруд от другого.
Немаловажное значение при строительстве прудов имеет устройство ложа пруда. Как указывалось выше, все рыбоводные пруды должны быть полностью спускными, причем при спуске пруда вся рыба должны быть сконцентрирована в одном месте. Для этой цели дно пруда выравнивают с небольшим уклоном к водоспуску. По дну пруда прорывают центральную сборную канаву, в которую собираются боковые коллекторные канавы. При спуске пруда рыба по этим канавам собирается перед водоспуском в рыбной яме.
Источником водоснабжения рыбоводных прудов могут быть: постоянно действующие ключи, реки, артезианские скважины, ручьи и для некоторых категорий прудов атмосферные осадки.
При ключевом источнике водоснабжения пруды устраиваются путем перегораживания плотиной долины или балки, в которую вливаются ключи. Ключевые пруды, как правило, холодные, поэтому в прудовых хозяйствах с таким типом питания желательно устраивать согревательные пруды, назначение которых в прогревании и отстаивании воды, поступающей в пруды летних категорий.
При снабжении рыбоводных хозяйств водой из рек различают две резко обособленные группы прудов: русловые и пойменные.
Русловые пруды устраиваются так же, как на ручьях, перегораживанием реки плотиной. Такое расположение прудов, как правило, связано со слабым развитием поймы, и пруды, обычно нагульные, располагаются непосредственно в русле реки.
В этом случае пруды имеют зависимое водоснабжение и, так как вода реки протекает через все пруды, их плотины должны иметь дорогостоящие водосбросы.
Пойменные пруды устраиваются путем обвалования пониженной части поймы.
Желательно, чтобы каждый пруд имел самостоятельное водоснабжение и спуск воды. Наиболее удобно это осуществить в том случае, когда рыбоводные пруды располагаются по склону долины.
Помимо независимого водоснабжения достоинством этой схемы расположения прудов является и возможность пропускать паводковую воду только через головной пруд, не затрагивая остальных прудов.
В ряде случаев применяют комбинированную компоновку рыбоводных прудов, т. е. пруды питомной части располагают в пойме реки, а нагульные пруды в ее русле.
Размещение прудов на плане участка должно производиться с учетом приведенной выше рекомендации и требований, предъявляемых к прудам отдельных категорий.
Источник
УСТРОЙСТВО ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРУДОВ
При строительстве рыбоводных хозяйств и прудов предусматривают устройство различных гидротехнических сооружений, предназначенных для снабжения прудов достаточным количеством воды, наполнения и спуска отдельных прудов с помощью системы водоподающей и водосбросной систем каналов, удобства эксплуатации хозяйства и др.
j К гидротехническим сооружениям в прудовом рыбоводстве от-еюсят земляные плотины и дамбы, паводковые водосбросы, донные водоспуски, водоподающие и рыбосборно-осушительные каналы, форужения на каналах (водовыпуски, перепады, перегораживающие сооружения и рыбозащитные устройства), рыбоуловители, верховины, насосные станции и др. (рис. 27). , Плотины и дамбы. Плотины возводят для задерживания и подъема уровня воды путем перегораживания русла рек, оврагов и балок. В зависимости от используемого строительного материала плотицы бывают земляными, бетонными, каменными и др. В рыбоводных хозяйствах строят в основном земляные плотины с креплением или без крепления откосов. При проектировании плотины устанав-
Рис. 27. Устройство пруда (разрез):
-пруд; б—дамба; в — донный водоспуск; г— рыбоуловитель; 1 — пазы для шандор и решеток; 2— башня водоспуска; 3 — мостик; 4
суглинок; 5 — трубопровод; 6— крепление
ливают размеры ее основных элементов: ширину гребня, превышение гребня над нормальным подпорным уровнем, уклоны откосов.
Головную плотину строят такой высоты, при которой образуется головной пруд с объемом воды, гарантирующим удовлетворение потребностей хозяйства при постоянном водотоке. Створ плотины выбирают в наиболее узком месте поймы с плотным водонепроницаемым грунтом, где нет выхода родников и ключей. Ширину гребня плотины назначают, исходя из условий эксплуатации сооружения, но не менее 3 м.
Дамбы в зависимости от назначения бывают контурными, водо-оградительны-ми и разделительными.
Контурные дамбы обваловывают территорию поймы, где размещены рыбоводные пруды. Они предназначены для защиты прудов от паводковых вод.
Разделительные дамбы устраивают между двумя смежными прудами.
Для защиты территории рыбоводного хозяйства от затопления строят водооградительные дамбы.
В процессе эксплуатации земляные плотины и дамбы могут деформироваться и разрушаться. Наибольшую опасность при этом представляют фильтрация, накат волны, вследствие чего могут произойти прорывы, оползни и другие разрушения.
При сильных волнобоях откос плотины со стороны господствующих ветров дополнительно защищают специальными креплениями. Для крепления верховых откосов плотин нагульных и головных прудов используют железобетонные плиты, хворостяные крепления. Низовой откос плотин обычно засевают травами. Дамбы и плотины защищают от волн и размыва с помощью тростника и камыша.
Водоподающие сооружения.Они предназначены для подачи воды от источника водоснабжения до прудов. В прудовых хозяйствах подачу воды осуществляют через каналы, трубопроводы и лотки.
Система водоподающих каналов включает магистральные и распределительные каналы. В голове каналов или трубопроводов устраивают водозаборные сооружения, которые представляют собой открытые шлюзы-регуляторы или трубчатые водоспуски. Перед головными водозаборами устраивают решетки для предохранения от попадания в пруды сорной рыбы. Подача воды из каналов в пруды производится через водовыпуски. Входное отверстие водовыпуска перекрывают сеткой, чтобы сорная рыба не попадала из канала в пруд.
Размеры канала (его пропускную способность) рассчитывают в соответствии с тем количеством воды, которое требуется при максимальном ее расходе.
Водосбросные сооружения.Водосбросные сооружения в плотинах предназначены для сброса излишней воды из водохранилищ или головных прудов. Основное их назначение — сброс весеннего паводка; это наиболее ответственный период в эксплуатации плотин и водосбросных сооружений.
Перед паводком в головных прудах горизонт следует понизить, что позволит уменьшить напор и пропустить пик паводка.
Водоспускные сооружения предназначены для полного спуска пруда в период облова рыбы, регулирования уровня воды в сезон ее выращивания и создания необходимой проточности. Их располагают в теле дамбы и плотины или берегов русловых прудов в наиболее глубокой части водоема.
Наиболее распространен водоспуск шандорного типа («монах»), состоящий из двух частей: лежака и стояка. Лежак представляет собой асбоцементную, гончарную или металлическую трубу, которая горизонтально укладывается поперек основания плотины или дамбы в самом глубоком месте. Стояк — это отвесно стоящая труба или бетонный колодец без передней стенки. Нижний конец его соединен с лежаком так, чтобы вода, попавшая в стояк, дальше вытекала из пруда по лежаку. В пазах стояка устанавливают два ряда деревянных щитков (шандор) или заслонок, что позволяет удерживать воду В пруду на любом уровне, обеспечивать постоянную проточность, полный спуск воды и осушение ложа пруда.
Донные водоспуски работают под значительным напряжением. Йаще всего наблюдается фильтрация вдоль трубы лежака. Поэтому участок переднего оголовка стояка и трубы засыпают глинистым |рунтом и тщательно трамбуют. Откосы дамб или плотин за выход-Вой частью донного водоспуска, чтобы не допустить размыва, необходимо укрепить.
Особый контроль устанавливают за водоспусками зимовальных Прудов. Постоянно скалывают лед у стояков с шандор и решеток, Обнаруженные в насыпи трещины от мороза немедленно заделывают талым грунтом.
Устройство ложа пруда.Одно из основных требований, предъявляемых к рыбоводным прудам при их эксплуатации, — полная их осушаемость. Это достигается устройством по ложу прудов системы осушительных каналов, предназначенных для отвода воды с ложа пруда, сброса грунтовых вод, осушения поверхностного слоя грунта, а также для направления рыбы в рыбоуловители при ее облове. Осушительная сеть обычно состоит из центрального канала и входящих в него боковых каналов. Каналы прокладывают так, чтобы все пониженные участки ложа пруда полностью осушались. Осушительную сеть каналов ежегодно очищают от ила и наносов до полного восстановления проектного профиля.
Рыбоуловители.Для вылова рыбы из пруда и кратковременного ее хранения используют рыбоуловители. Конструкции рыбоулови-телей бывают различными в зависимости от величины пруда и количества находящейся в нем рыбы.
Простейший рыбоуловитель представляет собой удлиненный ящик с отверстиями или щелями в боковых стенках для стока воды, устанавливаемый за лежаком водоспуска. Такие рыбоуловители применяют для облова нерестовых и мальковых прудов.
Рыбоуловители для вылова рыбы из выростных и нагульных
прудов обычно делают стационарными, используя участок земляного канала, укрепляя его бетоном или железобетоном. Иногда ры-боуловители располагают параллельно сбросному каналу.
В рыбоуловителе должна быть обеспечена постоянная проточ-ность. Источниками водоснабжения рыбоуловителей служат река или пруд с самотечной или механической подачей воды.
Когда рыбоуловитель наполняется, в него устанавливают решетки с ячеёй различного диаметра для сортирования рыбы. Отношение массы рыбы к объему воды принимают 1: 4, при содержании рыбы в рыбоуловителе более одного месяца отношение массы рыбы к объему воды должно составлять 1:8.
Применение рыбоуловителей для вылова рыбы из прудов сокращает затраты труда и значительно ускоряет этот трудоемкий процесс.
Источник
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДОСБРОСОВ
Донный водовыпуск и водоспуск
Донные водовыпуски и донные водоспуски являются водопропускными сооружениями. Они находят свое применение при проектировании практически всех видов речных подпорных гидроузлов. Как следует из самих названий («водовыпуски» и «водоспуски») данные типы водопропускных сооружений не являются водосбросными в чистом виде, т.е. они не применяется для пропуска весенних половодий и дождевых паводков. Основным назначением донных водовыпусков является выполнение полезных попусков воды из водохранилища или пруда в нижний бьеф гидроузла (полезный попуск — пропуск сравнительно небольших расходов воды через речные гидроузлы с целью поддержания естественного русла реки и выполнения природоохранных требований). Основным назначением донных водоспусков является полное опорожнение водохранилища или пруда с целью расчистки его ложа или ремонта гидротехнических сооружений.
Несмотря на различия в назначении, общим в характере проектирования водовыпусков и водоспусков служит относительно небольшие величины пропускаемых по ним расходов воды. Это сходство приводит к принципиальной близости (почти идентичности) компоновочных и конструктивных решений по обоим типам водопропускных сооружений.
В составе сооружений проектируемых или реконструируемых водохозяйственных гидроузлов на реках и ручьях в качестве основного подпорного сооружения как правило выступает грунтовая плотина , обычно — земляная. И именно в теле грунтовой плотины, ближе к ее подошве, чаще всего устраиваются донные водовыпуски и водоспуски.
Состав основных элементов донного водовыпуска (водоспуска):
– входной оголовок;
– трубопровод;
– камера затворов;
– сопрягающее сооружение;
– отводящий канал.
Продольный разрез и план по донному водовыпуску в теле земляной плотины
Входной оголовок донного водовыпуска (водоспуска) предназначен для забора воды из водохранилища (пруда). В простейшем случае входной оголовок может представлять собой просто торцевое отверстие трубопровода с наваренными на него арматурными стержнями, предотвращающими попадание мусора в водопропускной тракт. Однако в настоящее время такие примитивные решения считаются неприемлемыми по причине их эксплуатационной ненадежности. В связи с этим в проектах водовыпусков/водоспусков применяются более сложные конструктивные решения оголовков. Высокую эксплуатационную эффективность показали оголовки зонтичного типа из металла (чаще) или монолитного железобетона. Стальной оголовок зонтичного типа представляет собой короткую вертикальную трубу, привариваемую к трубопроводу, на верхнее отверстие которой устанавливается т.н. зонт — стальная крышка в виде цилиндра с диаметром, большим диаметра вертикальной трубы. С целью повышения общей пропускной способности водоспуска описанных вертикальных труб с зонтами, как правило, устанавливается по несколько штук на каждую нитку трубопровода. Оголовки зонтичного типа обеспечивают соблюдение основного требования по рыбозащите — минимизация количества рыбы, попадающей в тракт водовыпуска. Недостатком зонтичного оголовка является более жесткие требования к минимальному уровню воды в проектируемом водоеме, особенно в зимнее время (в связи с наличием ледяного поля определенной толщины).
Трубопровод является основным элементом водопропускного тракта донного водовыпуска (водоспуска), обеспечивающим непосредственный пропуск воды в нижний бьеф гидроузла. Трубопровод проектируется в виде одной или нескольких ниток труб. Число ниток рассчитывается в проектной документации в зависимости от расчетного расхода водовыпуска/водоспуска. Каждая нитка может быть выполнена из нескольких железобетонных звеньев с раструбами, или в виде стальной сварной трубы. В случае выбора стального варианта необходимо выполнение мероприятий по антикоррозионной защите трубы (покрытие несколькими слоями грунтовки и эмали). Из практики проектирования следует, что по условиям удобства проведения строительных работ диаметр труб обычно находится в пределах 200—1000 мм. Укладка стальных труб производится не на грунт, а на монолитный бетонный фундамент. Уклон ниток трубопровода назначается обычно в диапазоне 0,001—0,005. Важным элементом, обеспечивающим надежность грунтовой плотины, в теле которой проектируются нитки трубопровода, является устройство на нитках трубопровода противофильтрационных диафрагм. Данные диафрагмы представляют собой несколько вертикальных стальных стенок, размещаемых в виде фартуков вдоль ниток трубопровода с постоянным шагом. Противофильтрационные диафрагмы позволяют не допустить развитие контактной фильтрации воды по наружной поверхности труб. Тем самым предотвращается появление в теле грунтовой плотины опасных суффозионных процессов (размыва и выноса грунта плотины).
Камера затворов (камера задвижек) — составная часть донного водовыпуска или водоспуска, посредством которой производится непосредственное управление пропуском воды из водоема в нижний бьеф. В камере затворов размещается трубопроводная арматура: запорные и регулирующие задвижки, затворы и их гидро- или электроприводы. Как правило, камера затворов проектируется в концевой части трубопровода, в области основания низового откоса грунтовой плотины. В данном месте нитки трубопровода или выходят на свободную поверхность, или имеют минимальное заглубление в грунтовое основание. В конструктивном отношении камера затворов обычно проектируется в виде двух основных вариантов:
– для ниток трубопроводов с диаметром до 400 мм: сухой колодец из сборных железобетонных колец; внутренний диаметр колец колодца принимается таким, чтобы обеспечить размещение в колодце соответствующей арматуры, а также гарантировать доступ эксплуатационного и ремонтного персонала; в проекте обычно для каждой нитки трубопровода предусматривается отдельный колодец;
– для ниток трубопроводов с диаметром от 400 мм: прямоугольная камера из монолитного железобетона, с подземным или заглубленным исполнением; в проекте обычно стремятся выполнить одну камеру затворов на все нитки трубопровода.
Если трубопровод донного водовыпуска/водоспуска представлен только одной ниткой, а диаметр её не превышает 500 мм, то камера затворов может отсутствовать вовсе. В этом случае на трубопроводе монтируется задвижка или затвор в открытом исполнении — без колодца или специального технического помещения. Привод такой трубопроводной арматуры принимается всегда ручного типа.
Сопрягающее сооружение предназначено для приема водного потока из ниток трубопровода. В проектной документации сопрягающее сооружение, как правило, реализуется в виде гасительного ковша. Такой ковш представляет собой грунтовую выемку прямоугольного в плане очертания, располагающуюся непосредственно под выходными отверстиями ниток трубопровода. Периметр выемки гасительного ковша выполняется откосного профиля. Для дна выемки и откосов может предусматриваться покрытие защитными железобетонными плитами. К одной из сторон гасительного ковша примыкает начало отводящего канала или русла .
Основным гидравлическим расчетом донного водовыпуска или водоспуска, выполняемом в проектной документации на данное сооружение, является расчет его пропускной способности Q. Базовой формулой для данного расчета служит выражение
Q = μ ∙ ω ∙ ( 2 ∙ g ∙ h 2 ) 0,5 ∙ n,
где:
μ — коэффициент расхода;
ω — площадь поперечного сечения одной нитки трубопровода;
g — ускорение свободного падения (9,81 м/с 2 );
h — действующий напор;
n — число ниток трубопровода.
Источник