Все вопросы, связанные с проектированием и сооружением водохранилищ, методы регулирования речного стока, водохозяйственные расчеты, а также типы гидротехнических сооружений, применяемых при устройстве водохранилищ, рассмотрены в курсе «Гидрология и гидротехнические сооружения». Здесь даются лишь основные сведения о специфических особенностях водохранилищ как источников водоснабжения, о качестве воды водохранилищ и условиях их эксплуатации.
Для целей водоснабжения могут использоваться или специально построенные водохранилища или водохранилища, используемые одновременно для многих целей.
В результате развития гидроэнергетического строительства в нашей стране уже сейчас (когда имеющиеся гидроэнергетические ресурсы еще далеко не полностью использованы) наиболее крупные реки европейской части СССР превратились на значительной части своего протяжения в систему больших водохранилищ.
В маловодных районах Средней Азии, где относительно малый и неустойчивый сток местных рек не обеспечивает сколько-нибудь надежного снабжения потребителей водой, только строительство водохранилищ позволяет удовлетворить нужды орошения и водоснабжения.

Наконец, громадное количество относительно малых водохранилищ создано на небольших реках специально для целей водоснабжения.
Таким образом, в практике водоснабжения, основанного на использовании поверхностных вод, приходится все чаще встречаться с необходимостью приема воды из водохранилищ.

При проектировании и строительстве водоприемных (а также очистных) сооружений на водохранилищах необходимо учитывать измене ния, вносимые водохранилищем в естественный гидрологический режим реки, а также влияние его на качество речной воды и на сезонные колебания ее качества, особенно если вода предназначается для питьевых нужд.

Характер изменения уровней воды в водохранилищах существенно отличается от характера» изменений уровней воды в незарегулированной реке. В водохранилищах, сооружаемых для нужд гидроэнергетики и транспорта, колебание уровней воды обусловливается в основном запланированным режимом эксплуатации (сработки) водохранилища для указанных целей.

При устройстве водоприемных сооружений на крупных водохранилищах должны быть учтены возможные воздействия ветровых волн. явления сгона и нагона воды, береговые течения, ледовые явления, явления переформирования берегов водохранилищ, а также характер отложения наносов в чаше водохранилища.
Создание водохранилищ существенно влияет на основные характеристики качества речной воды. Прежде всего значительно снижается количество взвешенных веществ. Так, по проведенным наблюдениям количество взвеси снизилось в Клязьминском водохранилище (под Москвой) с 81 до 2—8 г/м3, в Цимлянском водохранилище (на р. Дон) с 168 до 20—40 г/м3; в Фархадском водохранилище (на р. Сырдарье) с 1645 до 60—100 г/м3 и т.д.1.
Таким образом, водохранилище служит громадным первичным отстойником речной воды.

Цветность воды водохранилищ обычно выше цветности воды их реки в естественном состоянии, поскольку заполнение водохранилищ происходит преимущественно паводковой водой, обладающей повышенной цветностью. Так, вода Рыбинского водохранилища имеет цветность 66° в феврале и 61° в августе, тогда как цветность воды р. Волги в естественном состоянии в эти же месяцы составляет соответственно 21 и 48°. В период половодья цветность речной воды, наоборот, часто оказывается выше, чем цветность воды водохранилища.

Большие водохранилища обычно оказываются менее засоренными сапрофитными бактериями, а также кишечной палочкой.
Образование водохранилищ часто способствует интенсивному развитию водорослей.
Санитарные качества воды водохранилищ в значительной степени зависят от тщательности и полноты проведения мероприятий по очистке ложа водохранилища до его заполнения 1. Объем работ по санитарной подготовке ложа крупных водохранилищ весьма велик.
Обычно сезонные колебания качества речной воды после создания водохранилища значительно сглаживаются.
При строительстве водохранилищ предусматриваются мероприятия по борьбе с их заилением, а также эрозией почв в береговой зоне.
На крупных водохранилищах производятся большие работы по укреплению берегов в целях их предохранения от размыва волнением.
Для задержания поверхностного стока и улучшения его качества до поступления в водохранилища проводятся агролесомелиоративные мероприятия, в частности посадка в береговой зоне водохранилища защитных полос зеленых насаждений.

При использовании воды водохранилищ в целях водоснабжения следует учитывать возможность ее загрязнения от водного транспорта, лесосплава, а также в результате сброса сточных вод, распространение которых в водохранилищах существенно отличается от распространения их в реках.
Весьма ответственной задачей является выбор места забора воды из водохранилища. Очевидно, что водоприемник должен быть расположен в таком месте, где он может принимать наиболее чистую воду.

В месте расположения водоприемника должна быть обеспечена достаточная глубина, не должны происходить интенсивное выпадение на-носов, размыв берегов, неблагоприятные ледовые явления, развитие водной растительности и т. п. В водохранилищах, используемых комплексно для различных нужд народного хозяйства, при выборе места забора воды для целей водоснабжения необходимо учитывать еще целый ряд факторов, связанных с характером эксплуатации водоема другими водопользователями: режим сработки водохранилища для нужд ГЭС, забор и сброс воды промышленными предприятиями, расположение и режим работы сооружений речного транспорта, лесосплав и т. п.

Выбору места расположения водоприемника должно предшествовать также тщательное изучение образующихся в водохранилище течений, которые обусловливают распространение поступающих в воду загрязнений.

В 19о9 г. Государственной санитарной инспекцией утверждены «Санитарные правила по подготовке ложа водохранилищ и каналов к затоплению и санитарной охране их», обязательные для всех организаций, строящих водохранилища.
Для приема воды из водохранилищ могут быть использованы речные водоприемные сооружения большинства описанных ранее типов.
В отдельных случаях водоприемные сооружения объединяются с гидротехническими сооружениями, построенными для создания водохранилища и его эксплуатации, для нужд гидроэнергетики или водного транспорта. Такие водоприемники конструктивно совмещаются с плотиной (путем устройства водоприемных шахт и галерей в теле плотины), с башнями донных водоспусков и т. п.

Однако чаще прием воды из водохранилища осуществляется отдельно стоящими водоприемными сооружениями.
Указанные выше особенности приема воды из водохранилищ и качества этой воды в определенной мере влияют на выбор типа водохранилищных водоприемников.
Интенсивная переработка берегов, обусловливающая образование широкой береговой зоны отложения наносов и зоны замутненной воды, часто приводит к необходимости вынесения места забора воды в водохранилище на значительное расстояние от берега (т. е. применение сооружений руслового типа).
Весьма значительные колебания уровней воды в водохранилище при его сработке для ГЭС делают рациональным применение комбинированных водоприемников, где вода может забираться и через самотечные трубы и через входные окна в передней стенке берегового колодца.
На рис. IV.32 приведен пример водоприемника комбинированного типа, построенного на Куйбышевском водохранилище в условиях весьма больших (более 12 м) колебаний уровня воды. Основное сооружение, выполненное в виде железобетонной шахты, представляет собой береговой колодец, совмещенный с насосной станцией. При нормальном подпорном уровне (НПУ) и более высоких уровнях вода может поступать в береговой колодец через входные окна в его передней стенке. При низких уровнях прием воды осуществляется через специальный оголовок 1У вынесенный в бывшее (до затопления) русло реки и соединенный с береговым колодцем самотечными трубами 2 (от оголовка до промежуточного колодца 3) и сифонными трубами 4 (от промежуточного колодца 3 до берегового колодца 5). Длина самотечных труб 80 м, длина сифонных труб около 1000 м.
Трубы 4 работают как сифонные лишь при уровнях воды, близких к наинизшему уровню (при максимальной сработке водохранилища); при более высоких уровнях они превращаются в обычные самотечные линии.

Насосная станция оборудована центробежными насосами, подающими воду в напорные водоводы 6, а также вакуумнасосом 7 для зарядки сифонов.
В пределах изменений уровня воды берега и дно реки у оголовка укреплены хворостяным тюфяком с пригрузкой камнем 8 или бетонными плитами 9.
Устройство оголовка 1 показано на рис. JV.33. Оголовок выполнен из вертикально расположенной стальной трубы /, заглубленной на 5 м в грунт. К этой трубе присоединяются самотечная труба 2 и отросток «3, служащий для обратной промывки самотечной линии. Отросток закрывается крышкой с клиновым запором и цепью 4. Вода поступает в оголовок через верхний конец стояка, оборудованный решеткой 5 по периметру и по торцу.На водохранилищах находят применение водоприемники с аванкамерой открытого типа. На рис. IV.34 показан пример устройства такого водоприемника для крупного промышленного предприятия. Учитывая вероятный характер переработки берега, водоприемник (совмещенный с насосной станцией) отнесен на 600 м в глубь берега; вода от водохранилища подводится к. нему по каналу: ширина по дну 3 м, коэффициент откосов т = 2 и глубина воды 4 м (при нормальном подпорном уровне). Открытая аванкамера водоприемника оборудована наклонной сороудерживающей решеткой 1 и пазами для щитовых затворов 2. Из аванкамеры вода проходит под забральной стенкой и поступает во всасывающее отделение. Насосная станция оборудована четырьмя вертикальными пропеллерными насосами 3. Электродвигатели 4 установлены в наземном павильоне.

По напорным водоводам диаметром 1200 мм вода подается через камеру 5 в самотечный открытый канал, подводящий ее к потребителям. Отделение головной камеры 5 канала оборудовано щитовыми затворами 6, а концы водоводов снабжены обратными клапанами 7.
Кроме указанных типов водоприемных сооружений для забора воды из водохранилищ используют водоприемники островного типа, инфильтрационные, плавучие и др.
Условия приема воды из озер во многом подобны имеющимся на водохранилищах. Так, в крупных озерах необходимо учитывать наличие волнения, взмучивания наносов в прибрежной зоне, воздействия волн на водоприемные сооружения, сгонов и нагонов воды. Как и в
водохранилищах, в озерах необходимо учитывать специфические условия загрязнения их воды сточными водами.
Берега естественных озер в отличие от берегов водохранилищ обладают стабильностью, а уровень воды в них не подвержен сколько-нибудь значительным колебаниям.

Пресьые озера широко используются как источники питьевого водоснабжения. Вне береговой зоны и на достаточно больших глубинах качество озерной воды с санитарной точки зрения часто оказывается весьма высоким.
На озерах находят применение водоприемные оголовки различных типов; иногда их выносят далеко в озеро для обеспечения приема воды возможно более высокого качества.

На крупных озерах находят применение также незатопляемые водоприемные оголовки (островного типа), иногда вынесенные в озеро на весьма большое расстояние от берега и соединенные с берегом водоводами, уложенными по дну озера. Конструкция таких оголовков должна быть рассчитана на сопротивление воздействию волн и льда.