Напорные гравитационные водоводы

При сильно пересеченном рельефе местности по трассе самотечного водовода использование безнапорных каналов (как открытых, так и закрытых) становится затруднительным. Обеспечение надлежащего постоянного уклона канала (соответствующего уклону свободной поверхности воды в канале) требует в этом случае выполнения значительного объема земляных работ; количество сооружений в местах пересечения каналом долин, оврагов и возвышенностей (т. е. дюкеров, мостов, туннелей) весьма велико. Все это ведет к увеличению строительной стоимости канала.

В таких условиях (и, разумеется, при наличии достаточного общего падения отметок местности по длине канала) обычно экономически более выгодно устраивать напорные гравитационные водоводы, которые, работая полным сечением, не требуют определенного однозначного уклона по длине канала.

Напорные гравитационные водоводы подобно нагнетательным укладывают на определенной глубине от поверхности земли, следуя изменениям рельефа местности. Эти водоводы позволяют уменьшить не только объем земляных работ, но часто и общую длину трассы. Однако условия их работы под напором требуют применения для них напорных труб.

В подавляющем большинстве случаев в современных системах водоснабжения напорные гравитационные водоводы больших диаметров выполняют из железобетонных труб, в частности из предварительно напряженных. Эти трубы позволяют обеспечить хорошее сопротивление водовода значительным внутренним давлениям и одновременно его герметичность.

Чтобы избежать больших рабочих давлений в гравитационных водоводах и тем самым уменьшить толщину стенки и стоимость используемых труб, напорные гравитационные водоводы часто разбивают на отдельные участки, устанавливая в возвышенных точках трассы специальные (разгрузочные) резервуары.

На III.69 схематически показан продольный профиль напорного гравитационного водовода; линия аб представляет собой пьезометрическую линию, соответствующую работе водовода при отсутствии разгрузочных резервуаров. Наиболее высокое давление в этом водоводе может возникнуть при прекращении движения воды. При закрытии задвижки в конце водовода линия статических давлений займет положение аб. Давления в водоводе возрастут и в пониженных точках трассы могут достигнуть весьма больших величин (Н%, //3).

Устройство разгрузочных резервуаров К и М (имеющих свободную поверхность воды) значительно снижает величины давлений, которые могут возникнуть в водоводе (Н’2, Н’ъ). Кроме того, резервуары, располагаемые по длине водовода, м-огут служить запасными емкостями, используемыми во время ликвидации аварий или ремонта вышележащих участков водовода. На водоводах большой протяженности эти резервуары позволяют организовать автоматическое регулирование подачи воды по водоводу в соответствии с графиком расхода воды потребителями.

При значительных падениях отметок местности на отдельных участках напорных гравитационных водоводов с успехом используют избыточную гидравлическую энергию  путем  устройства  гидроэлектростанций, достигающих на некоторых крупных водоводах большой мощности.