Грунтовая плотина с фильтрующим водосбросом

 

Использование: в гидротехнических сооружениях, в частности в строительстве грунтовых плотин. Сущность изобретения: грунтовая плотина с фильтрующим водосбросом включает противофильтрационный экран с гребнем и участок крепления верхового откоса. Экран выполнен с парапетом на его гребне. Плотина снабжена каналом с креплением, выполненным за экраном на верховом откосе. По креплению канала и верхового откоса уложена сеть. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, а более конкретно к грунтовым плотинам.

Наиболее близкой по существенным признакам и достигаемому результату является грунтовая плотина с фильтрующим водосбросом, включающая недостроенный экран, горизонтальную площадку на уровне гребня экрана, призму на этой площадке из водопроницаемого материала (камня, гравия и т. п. ). По мнению автора проф. П. И. Гордиенко эта плотина предназначена для пропуска строительных расходов воды через недостроенную плотину путем фильтрации воды через горизонтальную площадку и часть верхового откоса призмы ниже уровня воды в водохранилище. Недостатками этой конструкции плотины являются: ограниченная площадь фильтрации и засорение ее мусором, что приводит к удорожанию плотины и ее эксплуатации.

Целью изобретения является уменьшение стоимости строительства и эксплуатации плотины.

Цель достигается тем, что грунтовая плотина снабжена за экраном каналом с креплением из водопроницаемого материала, устойчивого к воздействию эксплуатационных нагрузок при переливе воды через экран. Гребень экрана оборудуется парапетом, который со стороны канала имеет профиль водослива. Перед паводком на крепление канала и верхового откоса укладывается сеть.

Наличие за экраном канала приводит к уменьшению объема тела плотины, к увеличению площади фильтрации, что позволяет либо уменьшить размеры паводковых береговых водосбросов, либо отказаться от них, если весь паводок удается пропустить путем фильтрации через плотину. Оборудование экрана парапетом в форме водослива позволяет снизить уровень форсировким воды в водохранилище и уменьшить тем самым затраты на ликвидацию последствий подтопления территорий. Оборудование сетью канала и части верхового откоса ниже уровня воды позволяет снизить затраты на удаление мусора, осевшего после прохождения паводка.

На чертеже изображена верхняя часть грунтовой плотины с фильтрующим водосбросом, поперечный разрез.

Плотина имеет экран 1 с размещенным на его гребне парапетом 2, канал 3 с креплением 4 откосов и дна, крепление 5 верхового откоса 6, сеть 7 и тело 8 плотины. Указана отметка уровня воды ( ▿УВ) в водохранилище до начала пропуска воды через фильтрующий водосброс абвгд и максимальная отметка уровня верхнего бьефа ( ▿ УВБ), на которую рассчитана работа фильтрующего водосброса. Стрелками показано направление фильтрации воды. Канал может иметь произвольную форму, но наиболее удобен в эксплуатации трапецеидальный.

Плотина работает следующим образом.

При наступлении паводка уровень воды в водохранилище поднимается выше отметки ▿УВ, вода начинает переливаться через парапет 2 и поступать в канал 3, из которого через крепление 4 и сеть 7 фильтрует в тело 8 плотины и далее выходит в русло реки. При дальнейшем подъеме уровня воды до отметки ▿УВБ происходит затопление канала 3 и верхового откоса 6, и фильтрация воды осуществляется через сеть, крепление канала 4 и крепление верхового откоса 5 в тело 8 плотины и далее в русло реки. При спаде паводка уровень воды понижается до отметки ▿ УВ, а весь принесенный к верховому откосу течением воды мусор остается на откосе или попадает в канал, откуда он удаляется механизмами с помощью сети.

В прототипе фильтрация происходит по площади агд, в предлагаемой конструкции по площади абвгд, что позволяет увеличить ее на 40-60% , тем самым на столько же увеличить расход воды через фильтрующий водосброс. За счет устройства канала тело плотины можно уменьшить на объем канала, т. е. на объем абвг вдоль всей или части плотины. Парапет в форме водослива позволяет обжать профиль плотины со стороны верхнего бьефа от линии ае к поверхности экрана и пропускать паводки меньше расчетных при напорах до 30% меньших, чем это происходит без устройства парапета, и тем самым уменьшить убытки от последствий подтопления территорий. По сравнению с традиционными методами уборки мусора вручную или гидравлическим способом использование сети позволяет этот процесс максимально упростить и механизировать.

Применение предлагаемой конструкции грунтовой плотины с фильтрующим водосбросом позволяет уменьшить стоимость гидроузла за счет уменьшения объема тела плотины на 5-8% , уменьшить береговой водосброс или отказаться от него, уменьшить затраты потерь на подтопление при снижении отметки форсировки уровня воды; увеличить экологическую безопасность водохранилищ путем периодической их очистки от плавающего мусора с помощью сети. Предлагаемая конструкция может быть использована и для пропуска строительных расходов через недостроенные грунтовые плотины с экранами, ядрами или диафрагмами без устройства парапета в форме водослива, применение которого наиболее экономически эффективно для устройства эксплуатационных водосброов на грунтовых плотинах с экранами.

Формула изобретения

1. ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА С ФИЛЬТРУЮЩИМ ВОДОСБРОСОМ, включающая противофильтрационный экран с гребнем и участок крепления верхового откоса из водопроницаемого материала, размещенный выше гребня экрана, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения стоимости строительства и эксплуатации плотины, она снабжена выполненным за экраном на верховом откосе в пределах тела плотины каналом с креплением из водопроницаемого материала.

2. Плотина по п. 1, отличающаяся тем, что гребень экрана снабжен парапетом, выполненным со стороны канала по профилю водослива.

3. Плотина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена сетью, уложенной по креплению канала и верхового откоса.

РИСУНКИ

Рисунок 1