Водозаборное сооружение

 

Использование: в водозаборных сооружениях на водотоках с повышенным содержанием наносов. Сущность изобретения: при движении потока воды в подводящем канале благодаря воздействию водопроницаемых наносозадерживающих элементов кинетическая энергия верхних слоев потока гасится, и происходит интенсивное выпадение взвешенных насосов. Торможение поверхностных слоев потока водопроницаемыми наносозадерживающими элементами приводит к возрастанию скоростей в придонном горизонте воды и повышению там наносотранспортирующей способности потока. Прикрепленные к нижним частям наносозадерживающих элементов стабилизаторы потока в виде гибких эластичных волокон препятствуют выносу вверх мусора и наносов, которые вдоль наносонаправляющего порога отводятся в сбросной канал. 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к водозаборным сооружениям, имеющим в своем составе наносорегулирующие устройства.

На фиг. 1 изображено сооружение, продольный разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4 - то же, в случае работы упругих вертикальных элементов наносозадерживающих систем.

Водозаборное сооружение включает подводящий 1, отводящий 2 и сбросной 3 каналы, донный наносонаправляющий порог 4, расположенный в подводящем канале 1 и выполненный в поперечном сечении Г-образной формы с горизонтальной верхней полкой 5, обращенной своей кромкой навстречу потоку, и последовательно установленные в подводящем канале 1 перед порогом 4 водопроницаемые наносозадерживающие элементы 6, закрепленные своей верхней частью на поперечных горизонтальных осях 7 с возможностью углового перемещения.

Водопроницаемые наносозадерживающие элементы 6 снабжены стабилизаторами 8 потока, выполненными в виде гибких эластичных волокон и прикрепленными к нижней части наносозадерживающих элементов 6, при этом длина гибких эластичных волокон между соседними наносозадерживающими элементами 6 равна расстоянию между ними.

Кроме того, наносозадерживающие элементы 6 могут быть выполнены в виде плоских поперечных щитов с вертикальными прорезями 9.

Наносозадерживающие элементы 6 могут быть также выполнены в виде плоских пластин 10, установленных в ряд поперек потока. При этом частота крепления гибких эластичных волокон стабилизаторов 8 может увеличиваться в направлении наносонаправляющего порога 4.

Наносозадерживающие элементы 6 могут быть выполнены из упругого материала. Горизонтальные оси 7 установлены в подшипниках 11.

Водозаборное сооружение работает следующим образом.

Поток воды, насыщенный мусором и влекомыми наносами, попадает в подводящий канал 1, где за счет установки поперек него наносозадерживающих элементов 6, выполненных в виде водопроницаемых щитов или плоских пластин 10, кинетическая энергия его верхних поверхностных слоев гасится, когда поток проходит сквозь вертикальные прорези 9. При обтекании потоком плоских пластин 10 или щитов также происходит интенсивное выпадение взвешенных наносов из верхних слоев в нижние. Кроме того, активное торможение поверхностных слоев наносозадерживающими элементами 6 приводит к переформированию вертикальной эпюры скоростей в подводящем канале 1, т.е. скорости потока в придонном горизонте заметно возрастают, что соответственно повышает наносотранспортирующую способность потока канала 1.

Одновременно с повышением придонных скоростей потока в подводящем канале 1 для эффективного транспорта донных наносов работают стабилизаторы 8 потока, выполненные в виде гибких эластичных волокон, прикрепленных к нижним частям наносозадерживающих элементов 6. Так как с возрастанием придонных скоростей увеличивается спектр турбулентных пульсаций потока в основном вертикальной составляющей, то для предотвращения выноса донных наносов в поверхностные горизонты канала 1 гибкие эластичные волокна создают стабилизирующий экран, который препятствует выносу донных наносов вверх и одновременно способствует гашению пульсаций вертикальных составляющих придонных скоростей потока. Поток, пройдя систему из нескольких последовательно установленных наносозадерживающих элементов 6, далее поступает в водозабор через отводящий канал 2, а мусор и влекомые донные наносы подрезаются его полкой 5 и вдоль наносонаправляющего порога 4 отводятся в сбросной канал 3.

Установка щитов и плоских пластин 10 на горизонтальных осях 7, закрепленных в подшипниках 11, позволяет по мере засорения элементов 6 крупным мусором (ветки, водоросли, камыш) при угловом и вертикальном своем перемещении относительно дна подводящего канала 1 освобождаться от мусора, т.е. самоочищаться.

Наносозадерживающая система может быть выполнена в виде плоских вертикальных пластин 10, закрепленных непосредственно на осях 7.

При выполнении пластин 10 или вертикальных элементов щитов из упругого материала значительно повышается вибрация и, как следствие, улучшается вынос наносов в придонный слой водотока.

Изобретение позволяет повысить эффективность работы системы наносозадерживающих элементов благодаря устройству стабилизаторов потока в придонном слое водотока, образующих экран, препятствующий выносу наносов из придонного горизонта потока.

Формула изобретения

1. ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ, включающее подводящий, отводящий и сбросной каналы, донный наносонаправляющий порог, расположенный в подводящем канале и выполненный в поперечном сечении Г-образным с горизонтальной верхней полкой, обращенной кромкой навстречу потоку, и последовательно установленные в подводящем канале перед порогом водопроницаемые наносозадерживающие элементы, закрепленные верхней частью на поперечных горизонтальных осях с возможностью углового перемещения, отличающееся тем, что водопроницаемые наносозадерживающие элементы снабжены стабилизаторами потока, выполненными в виде гибких эластичных волокон и прикрепленными к нижней части наносозадерживающих элементов, при этом длина гибких эластичных волокон между соседними наносозадерживающими элементами равна расстоянию между ними.

2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что наносозадерживающие элементы выполнены в виде плоских поперечных щитов с вертикальными прорезями.

3. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что наносозадерживающие элементы выполнены в виде пластин, установленных в ряд поперек потока.

4. Сооружение по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что частота крепления гибких эластичных волокон увеличивается в направлении наносонаправляющего порога.

5. Сооружение по пп. 1 - 4, отличающееся тем, что наносозадерживающие элементы выполнены из упругого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4