Насосные станции на магистральных каналах

Напряженный водный баланс отдельных регионов может явиться результатом неблагоприятного распределения водных ресурсов по территории и по сезонам года, а также несоответствия между возрастающими потребностями в воде и ограниченными водными ресурсами. Покрытие потребностей в воде таких регионов из местных природных источников со временем оказывается затруднительным, а иногда и неосуществимым. В этих условиях эффективным, а часто и единственным способом организации водоснабжения крупных населенных центров, промышленных и сельскохозяйственных предприятий оказывается подача воды из водных источников, отдаленных от потребителей на десятки и даже сотни километров.

Большие расходы воды, необходимость ее бесперебойной подачи и требования экономики предопределяют в этом случае выбор типа водоводов в виде безнапорных открытых каналов, которые вследствие большой протяженности и значительных размеров поперечного сечения получили название магистральных. Для забора воды из водоисточника в канал, а также преодоления возвышенностей, встречающихся по трассе канала, сооружаются мощные насосные станции, разбивающие весь канал на отдельные самотечные участки.

Разнообразные варианты трассировки каналов можно условно разделить на следующие три типа: водораздельный, пойменный и водохранилищный.

Водораздельный вариант наиболее характерен для ирригационных каналов, прокладываемых по наиболее высоким отметкам, обеспечивающим командное положение канала над орошаемой площадью. Недостатком этого типа трассы является значительная изрезанность рельефа местности на водоразделе, превышение уровня воды в канале над уровнем грунтовых вод, что вызывает заболачивание и засоление прилегающих территорий. Напоры на насосных станциях водораздельных каналов обычно колеблются в диапазоне 10—40 м. Наиболее подходящими для этих условий оказываются погружные насосы.

В пойменных и водохранилищных вариантах рельеф местности по трассе канала спокойный, уровень воды в пойменном канале, как правило, ниже уровня грунтовых вод. Наиболее эффективными в пойменных и водохранилищных вариантах трассы являются низконапорные станции с напором до 7—10 м. Для этих станций наилучшим образом подходят центробежные погружные насосы. Увеличение напора на станции может привести к излишним выемкам по трассе канала или, что хуже, к прокладке канала в насыпи.

Одним из интересных примеров крупных водораздельных каналов комплексного назначения является канал имени Москвы. Подача воды в Москву из Волги была решена как часть комплексной водохозяйственной задачи с одновременным решением вопросов водного транспорта и обводнения рек. Для этого в 1932—1937 гг. был построен канал имени Москвы, соединивший столицу с крупнейшей водной артерией страны р. Волгой. Канал протяжением 128 км берет начало на правом берегу Волги у пос. Иваньково, где после строительства плотины образовалось крупное водохранилище. На канале, помимо других гидротехнических сооружений, построено пять мощных насосных станций, оборудованных погружными насосами. Эти станции поднимают воду на общую высоту до 45 м. Размеры сечения канала, принятые с учетом воднотранспортного назначения канала, разумеется, значительно превышают размеры, необходимые только для транспортирования по нему заданных количеств воды. Расчетный расход воды, перекачиваемой насосными станциями по каналу, равен 130 м³/с.

К числу интереснейших и крупнейших водохозяйственных комплексов относятся построенные позже в нашей стране Самур-Апше-ронский, Северский Донец — Донбасс, Днепр — Кривой Рог и другие магистральные каналы. Уникальными по своим сооружениям, протяженности и насосному оборудованию являются каналы Иртыш — Караганда и Каршинский магистральный.

Канал Иртыш — Караганда предназначен для водоснабжения промышленных и сельскохозяйственных районов Центрального Казахстана. Длина канала 458 км, головной водозаборный гидроузел канала расположен на левобережной протоке Иртыша — р. Белой выше города Ермака. Статическая высота подъема воды от Иртыша до водораздела рек Шидерты и Нуры составляет 418 м. На трассе канала построен каскад из 22 насосных станций, раздленных почти равными по высоте ступенями. Насосные станции № 1 6, 16 и 22 обеспечивают подъем воды на высоту 14—18 к, а остальные — на 18,5—22,3 м. На каждой станции установлено четыре центробежных погружных насоса с подачей 15—19 м³/с. Суммарная установленная мощность насосных станции 350 МВт, годовое потребление электроэнергии при полном развитии водоподачи около 2 млрд. кВт-ч.

Каршинский канал построен в Узбекской ССР для орошения плодородных земель обшей площадью около 900 тыс. га в низовьях реки Кашкадарьи. Канал состоит из магистральной части, обеспечивающей подачу воды из р. Амударьи в регулирующее Талиманджарское водохранилище, и рабочей части, забирающей воду из водохранилища и подающей ее непосредственно на поля. Общая протяженность магистрального канала 76,14 км. Канал рассчитан на пропуск нормального расхода 175 м³/с и форсированного 195 м³/с. Статическая высота подъема от водозабора до регулирующего водохранилища составляет 140 м. На магистральном канале построено шесть насосных станций, ИЗ которых первая обеспечивает подъем воды на высоту 17,6 м, а остальные на 24,5 м каждая. На станциях установлено по шесть центробежных погружных насосов с подачей по 30—40 м³/с. Суммарная установленная мощность всех станций канала 450 МВт.