Полузапруда

 

1. ПОЛУЗАПРУДА, включакедая блоки, расположенные в русле водотока и последовательно соединенные между собой шарнирно, отличающая с я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем увеличения энергогашения потока, блоки в плане имеют Х образную форму и выполнены с наклонными боковыми гранями. 2.Полузапруда по п. 1, о т л ичающаяся .тем, что блоки расположены параллельными рядами. 3.Полузапруда по п. 2, отличающаяся тем, что блоки смеж ных рядов .уложены основаниями вверх и смещены относительно друг друга в продольном направлении, а боковыми гранями сопряжены между собой. 4.Полузапруда по пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что блоки уложены на армирующий слой. 5.Полузапруда по пп. 1 - 4, о тличающаяся тем, что ячейки, образованные блоками, засажены дресл весно-кустарниковойрастительностью. 6.Полузапруда по п. 5, о т л ичающаяся тем, что древеснокустарниковая растительность высажена рядами, расположенными под углом к оси полузапруды.

ае GD

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОМП

РЕСПУБЛИК рцэр Е 02 В 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и автоескомм свидиткльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЬГПФ (21) 3609272/29-15 (22) .23.06.83 (46) 15.-11.84. Вюл. В 4.2 (72) Е.Т. Городецкий и Л.Т..Соловейко (71) Ивано-Франковское управление осушительных систем и противопаводковых сооружений (53) 627.421(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 899748, кл. Е 02 В 3/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

В 881180, кл. E 02 В 3/00, 1977 (прототип). (54)(57) 1. ПОЛУЗАПРУДА, включающая блоки, расположенные в русле водотока и последовательно соединенные между собой шарнирно, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения эффективности работы путем увеличения энергогашения потока, блоки в плане имеют Х-образную форму и выполнены с наклонными боковыми гранями.

2. Полузапруда по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я,тем, что блоки расцоложены параллельными рядами.

3. Полузапруда по п. 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что блоки смежных рядов .уложены основаниями вверх и смещены относительно друг друга в продольном направлении, а боковыми гранями сопряжены между собой.

4. Полузапруда по аа. 1 — 3, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что блоки уложены на армирующий слой.

5. Полузапруда по пп. 1 — 4, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что ячейки, образованные блоками, засажены древесно-кустарниковой растительностью.

6. Полузапруда по п. 5, о т л и- . С ч а ю щ а я с я тем, что древеснокустарниковая растительность высажена рядами, расположенными под углом к оси полузапруды.

1 124080

Изобретение относится к гидротех" иическому строительству, в частностя к.полузапрудам, предназначеннь1м для защиты земляных гидротехнических сооружений и берегов рек от размыва.

Известна нолузапруда, включающая массивные бетонные блоки (I) .

Известна также полузапруда, включающая блоки, расположенные в русле водотока и последовательно соединен- 10 ные между собой шарнирно (2) .

Недостатком известных полузапруд является малая интенсивность транспортирования наносов к защищаемому берегу. 15

Цель изобретения — повышение эф фективности работы полузапруды путем увеличения энергогашения потока.

Указанная цель достигается тем, что в полузапруде, включающий блоки, 20 расположенные в русле водотока и последовательно соединенные между собой шарнирно, блоки в плане имеют Х-образную форму и выполнены с наклонными боковыми гранями. 25

Блоки расположены параллельными рядами.

Блоки смежных рядов могут быть уложены основаниями вверх и смещены относительно друг друга в продольном ЗО направлении, а боковыми гранями сопряжены между собой.

Блоки полузапруды могут быть уложены на армирующий слой.

Ячейки, образованные блоками,засажены древесно-кустарниковой растительностью.

Древесно-кустарниковая растительность высажена рядами, расположенными под углом к оси полузапруДы. 40

На фиг. 1 изображена полузапруда, вид сверху; на фиг.2 — то же, со смещенными в продольном направлении и смежных рядах блоками, установлен- 45 ными основаниями вверх, вид сверху; на фиг.З вЂ” сечение А-А на фиг. 1; на фиг.4 †. сечение Б-Б на фиг.2; на

,фиг.5 — полузапруда с древесно-кустар никовой растительностью в ячейках, образованных блоками; на фиг. 6— сечение В-В на фиг.5; на фиг.7 — элемент полузапруды.

Полузапруда выполнена из отдельных блоков 1, установленных на дне реки параллельными рядами, Х-образной фор. .мы в плане со скошенными боковыми гранями 2

Для улучшения гибкости полузапруды блоки соединены между собой посредством гибких связей 3. При этом

Полузапруда имеет большую деформативность. Возникающие в процессе эксплуатации размывы основания не препятствуют,нормальной работе полуэапруды, так как элементы блоков плавно проседают в воронку размыва и сохраняют свое назначение, причем конструкция сохраняет свое единство и целостность.

Разрыв одного соединения или разрушение одного элемента не влечет за собой разрушения полузапруды в целом, что существенно важно при выполнении ремонтно-восстановительных работ после длительного периода эксплуатации.

Боковые грани блоков 1 работают как клинообразное соединение, улучшая тем самым динамическую стойкость нолузапруды, т.е. конструкция является более, амортизационной. Кроме того, перевернутые блоки 1 предохраняют полузапруду от подрыва и подноса ее вверх движущимся потоком и плавающи,ми телами, что существенно важно при наличии в потоке во время прохождения паводков пней, деревьев и т.д, Перевернутые блоки предотвращают деформацию полузапруды вверх, т.е. предохраняют выворачивание элементов н разрушение их в средней или корневой части сооружения. При возникновении подмыва под полузапрудой перевернутые блоки с подэлементным течением потока выполняют ту же роль, что н прямостоящие с вышепроходящими слоями, т.е. указанные блоки способствуют гашению подэлементных течений и закупорке образовавшихся вымоин твердым стоком. Кроме того, предлагаемое выполнение полузапруды увеличивает защитное свойство ее против вымыва заполнителя, так как перевернутые блоки образуют косые козырьки, являющиеся защитными удерживателями.

Элементы блоков смежных рядов смещены друг относительно друга в продольном направлении и боковьпии гранями по длине стоек, сопряжены между собой, причем блоки смежных рядов уложены основанием вверх, что увеличивает прочность нолуэапруды вследствие более лучшей взаимосвязи блоков между собой.

Под элементы блоков уложен ариирующий слой 4, выполненный, например, из сетчатого полотна, что обеспечи3 1124080 а трубками вышележащих слоев потока, гашение энергии и забор наносов, которые совместно с наносами, проходящими.в трубах, транспортируются в центральную часть элементов. При схождении наносы перебрасываются через блок в сторону нижнего бьефа, где и осаждаются. При схождении движущихся навстречу друг другу вихревых трубок в месте их схождения на пересечении блоков 1 происходит вторичное интенсивное гашение энергии струй, образующее над блоками мощный водновихревой валец 7, который производит захват вышележащих слоев потока, взаимодействует с .ними и производит забор движущихся в нем твердых частиц. При переливе через элементы с нижней их стороны вследствие выполнения боковых граней наклонными взаимно погашающнеся вихри мягко сопрягаются с основанием нижнего бьефа и растекаются в виде веера 8 рассеивания, имеющего форму сектора, с повышенной турбулентностью потока, который с вышепроходящими частями его снова взаимодействует и снова производит забор наносов. Поскольку сектор рассеивания имеет направление по течению потока, то по мере удаления его от элементов данные скорости падают, как в расширяющихся известных конструкциях. Величина сектора рассеивания зависит от угла схождения стоек, угла наклона боковых граней, высоты элементов блоков и первоначальной скорости проходящего над полузапрудой потока. Часть донных слоев потока не захватываетря вихревыми трубками и проходит по направлению общего

его течения и вследствие выполнения

1 элементов Х-образной формы имеет зигзагообразную траекторию 9 движения, I уменьшая скорость течения потока, и способствует дополнительному отложению твердого стока. Причем эта часть потока также взаимодействует с придонной частью его в секторе рассеивания и улучщает осаждение твердых частиц. Увеличение ширины полузапруды увеличивает дробление потока на ней, улучшая процесс гашения и осаждения наносов. Кроме того, указанный энервает большую надежность полузапруды и увеличивает устойчивость конструкции против разрушения. Армирующий слой соединен с элементами блоков и служит элементом, увеличивающим проч- 5 ность конструкции на разрыв, при этом сам он выполняет роль гибкого покрытия.

С целью повышения эффекта работы полузапруды, более мягкого ее влияния 1ð на проходящий через нее поток, улучшения биологического состояния водотока и образования при укладке X-образных блоков полые ячейки выполнены с произрастающей древесно-кустарнико- 15 вой растительностью 5. Причем древесно-кустарниковая растительность высаживается рядами, расположенными под углом к оси полузапруды. Древесно-кустарниковая растительность 20 улучшает энергогаеительный процесс, так как гибкие ветви влаголюбивых пород кустарников (ивы, ольхи и др.) способствуют интенсивному дроблению потока, в особенности в придонной части его. При этом происходит активное отножение твердого стока с различной крупностью влекомых частиц.

Задержание наносов особенно эффектив.но при большой густоте кустарников, ° имеющих повышенную гибкость ветвей, например на 2-3 r поросли. Кроме того, увеличивается надежность полузапруды, так как значительную часть энергии потока воспринимает на себя

35 сам кустарник, уменьшая степень воздействия струй на самоконструкцию сооружения, Для улучшения процесса накопления отложений в прибереговой части полузапруды древесно-кустарни ковая растительность высаживается рядами, расположенными под углом к течению потока.

Позициями 6 — 9 соответственно обозначены вихрЕвые трубки потока, 45 водный валец над блоками, веер рассеивания потока в нижнем бьефе, зигзагообразная траектория потока при прохождении его по блокам полузапруды1 5 3

Полузапруда работает следующим образом.

Поток, напирая нижними слоями на боковые наклонные грани 2, начинает движение по ним в виде вихревых тру- 55 бок 6 от торцовой части блоков 1 к их середине навстречу друг другу.

При этом происходит захват вихревыми гогасительный процесс на последующих рядах элементов полузапруды происходит более интенсивно, так как часть энергии нижних. слоев потока погашается предыдущими элементами. При выполне> 124080 иии предлагаемой конструкции над полузапрудой возникает постоянно висячий слок потока в виде тела повышенной турбулентности водно-вихревых валов, что способствует кроме активного забора твердого стока и равномерному

его распределению эа телом полузапруды. Кроме того, указанный вал создает дополнительный гидравлический барьер общему течению потока, производя

10 перераспределение его течения по руслу.

Весь процесс происходит в пять стадий: забор и трачспортирование наносов в вихревых трубках с одновременным гашением энергии данных слоев потока; забор вихревыми трубками твердых частиц в вышележащих слоях потока, гашение энергии его и транспортирование их к месту загрузки; интенсивное гашение в водно-вихревом валу энергии потока ьт взаимодействия сходящихся вихревых трубок и забор наносов проходящих в вышележащих его

У

25 слоях; активное осаждение наносов в секторе рассеивания и гашение энер- . гни с проходящими над ними слоями потока; гашение энергии потока и осажденне наносов при зигзагообразном прохождении его через полузапруду °

Весь процесс является единым, происходит одновременно, взаимно связан, при различном состоянии полузапруды будет обеспечиваться преобладание той или иной стадии.

Сама посадка в ячейках древеснокустарниковой растительности значительно улучшает биологическое состояние водотока, приводит к более естественному его виду, способствует интенсивному зарастанию прилегающей части русла деревьями, кустарниками, улучшает травяной покров на берегах.

Предлагаемая конструкция палу- . запруды позволяет улучшить гидравли= ческое состояние водотоков; повысить распределение отложения твердого стока в прибереговой части русла и уменьшить стоимость строительно-мон- . тажных работ на 30-40Х, а также эксплуатационные издержки-в 2-3 раза.

1124080

1124080

Составитель В. Мамырева

Редактор Ю. Ковач Техред С.Легеза Корректор. М. Демчих

Заказ 8226/27 Тираж 643 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5 юю филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4