Review of new design solutions for water intake structures

Abstract

Introduction. The subject of research is water intake structures of natural waters — surface and underground. At present, there is perhaps not a single engineering structure that engineers and scientists would not work on improving its design and technical equipment (in order to increase reliability). Water intake structures in this context are not an exception. The growth of residential area, development of industry, agriculture, state programmes aimed at reducing the degree of negative impact on the environment create prerequisites for construction of new and reconstruction of existing water intakes. Scientific developments of Russian and foreign scientists devoted to the creation of new designs of water intake structures accumulated over the last ten years need to be generalized.Materials and methods. An analytical review of new scientific papers (periodicals, patents, dissertation research), which describe innovative designs of water intake structures that provide technological and (or) economic effect, has been carried out.Results. It was found that a greater number of new inventions are aimed at increasing the barrier role of surface water intake structures in relation to suspended, bottom sediments and juvenile fish. The effect of water purification by a water intake structure is usually provided by filtration, sedimentation, and a complex of these processes. The designs of fish protection devices proposed by scientists include both filtering barriers and means of influence on the behavioural reactions of juvenile fish. Scientists are also interested in developing groundwater intake structure design that contributes to increasing flow rate of the structure.Conclusions. The overview description and analysis of new design solutions of water intake structures are made, recommendations on their application are outlined. The collected data can find practical application in the design of new water intake structures and modernization of the existing facilities.

About the authors

Y. A. Ryltseva

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: yuliya.ryltseva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1315-6907
SPIN-code: 4138-6634

References

  1. Dhivert E., Dendievel A.-M., Desmet M., Devillers B., Grosbois C. Hydro-sedimentary dysfunctions as a key factor for the storage of contaminants in mountain rivers (Bienne River, Jura Mountains, France) // CATENA. 202Vol. 213. P. 10612doi: 10.1016/j.catena.2022.106122
  2. Wiener J.S., Pasternack G.B. Scale dependent spatial structuring of mountain river large bed elements maximizes flow resistance // Geomorphology. 202Vol. 416. P. 10843doi: 10.1016/j.geomorph.2022.108431
  3. Абилов Р.С. Водозабор для горных рек // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2015. № 3 (19). С. 150–158. EDN UISMLZ.
  4. Агаев И.А., Ахмедов Б.М., Муслумов А.М. Водозаборные и водоочистные сооружения для горных рек // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2017. № 3 (111). С. 10–14. EDN YFUBVX.
  5. Штанько А.С. Фильтрующие водозаборы из водотоков для подачи предварительно очищенной воды в системы капельного орошения // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2020. № 3 (39). С. 123–139. doi: 10.31774/2222-1816-2020-3-123-139. EDN JHVTLF.
  6. Патент RU № 2667728. Водозаборное очистительное сооружение / Голубенко М.И.; заявл. № 2017131195 от 04.09.2017; опубл. 24.09.2018. Бюл. № 27. 10 с.
  7. Шевченко А.В., Пурас Г.Н. Водозабор из поверхностного водного источника для рыбоводно-мелиоративных комплексов // Экология и водное хозяйство. 202Т. 3. № 3. С. 89–10doi: 10.31774/2658-7890-2021-3-3-89-10EDN RDGOYL.
  8. Патент RU № 2480555. Водозаборно-очистное устройство / Боронина Л.В., Абуова Г.Б., Зимина Н.В., Тажиева С.З.; заявл. № 2011113926/13 от 08.04.2011; опубл. 27.04.2013. Бюл. № 16 с.
  9. Созаев А.А., Курбанов С.О., Волосухин В.А. Эффективные конструктивные и технологические решения по устройству и защите водозаборных сооружений руслового типа в особых условиях Севера в районе залива Обской губы // Научный журнал КубГАУ. 2016. № 119. С. 435–45EDN WAFKST.
  10. Лысенков Е.В., Пьянов М.В., Керманова Е.И. Проблема гибели рыб на водозаборных сооружениях Мордовии // Проблемы экологии и природопользования в среднем Поволжье : мат. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 140-летию со дня рождения Б.М. Житкова. 2013. С. 57–6EDN XAYFRF.
  11. Бегляров Д.С., Бакштанин А.М., Костина Е.С. Влияние типов и конструкций рыбозащитных сооружений на сохранение рыбных популяций внутренних водоемов страны // Природообустройство. 2019. № 5. С. 64–7doi: 10.34677/1997-6011/2019-5-64-7EDN TVHMYS.
  12. Tutzer R., Röck S., Walde J., Zeiringer B., Unfer G., Führer S. Ethohydraulic experiments on the fish protection potential of the hybrid system FishProtector at hydropower plants // Ecological Engineering. 202Vol. 17P. 106370. doi: 10.1016/j.ecoleng.2021.106370
  13. Патент RU № 2712566. Устройство для защиты молоди рыб от попадания в водозаборное сооружение / Драгунова С.М., Крылова Н.Н.; заявл. № 2018138824 от 02.11.2018; опубл. 29.01.2020. Бюл. № 4. 9 с.
  14. Забродин А.В., Багайсков Ю.С. Разработка конструкции рыбозащитного устройства // Известия Волгоградского государственного технического университета. 202№ 8 (255). С. 68–7doi: 10.35211/1990-5297-2021-8-255-68-7EDN HSJJPW.
  15. Патент RU № 204996. Водоприемный оголовок / Петрашкевич В.В., Михеев П.А., Бенин Д.М., Петрашкевич А.В., Снежко В.Л.; заявл. № 2021111514 от 22.04.2021; опубл. 22.06.202Бюл. № 18. 5 с.
  16. Патент RU № 2528836. Способ возведения горизонтального подземного водозабора комбинированной конструкции / Джамалудинов М.М., Курбанов С.О.; заявл. № 2012137318/13 от 31.08.2012; опубл. 20.09.2014. Бюл. № 26. 8 с.
  17. Патент RU № 2518634. Подрусловой фильтрующий водозабор комбинированной конструкции / Джамалудинов М.М., Курбанов С.О.; заявл. № 2012135660/13 от 20.08.2012; опубл. 10.06.2014. Бюл. № 16. 8 с.
  18. Патент RU № 130614. Колодец-скважина / Чемакин С.В.; заявл. № 2012123477/13 от 05.06.2012; опубл. 27.07.2013. Бюл. № 18. 18 с.
  19. Фахреев Д.С., Лушкин И.А. О применении спирально-навитых фильтрующих элементов «ТЭКО-СЛОТ» в конструкциях водозаборных со-оружений // Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии : сб. ст. XVI Междунар. науч.-практ. конф. 2014. С. 90–94. EDN SWUHWF.
  20. Heidarian M.H., Nakhaei M., Vatanpour V., Rezaei K. Evaluation of using clinoptilolite as a filter in drinking water wells for removal of lead (small-scale physical sand box model) // Journal of Water Process Engineering. 2023. Vol. 5P. 103558. doi: 10.1016/j.jwpe.2023.103558
  21. Ghadersarbazi Z., Ghiasi F., Ghorbani F., Johari S.A. Toxicity assessment of arsenic on common carp (Cyprinus carpio) and development of natural sorbents to reduce the bioconcentration by RSM methodology // Chemosphere. 2019. Vol. 224. Pp. 247–255. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.02.146
  22. Kussainova M.Zh., Chernyakovа R.M., Jussipbekov U.Z., Pasa S. Structural investigation of raw clinoptilolite over the Pb2+ adsorption process from phosphoric acid // Journal of Molecular Structure. 2019. Vol. 1184. Pp. 49–58. doi: 10.1016/j.molstruc.2019.02.012
  23. Цымбалов А.А. Экологическая проблема закольматированных водозаборных сооружений // Булатовские чтения. 2023. Т. С. 298–30 EDN UFVZKP.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».