Способ снижения последствий наводнения

 

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, используемых для предотвращения последствий наводнений. Способ снижения последствий наводнения заключается в повышении расхода водной массы, которое осуществляют за счет увеличения скорости ее, для чего в русле реки устанавливают суда с работающими двигателями. Суда закрепляют на месте установки по току воды, а между судами и между судами и береговой линией по ширине русла реки закрепляют заслонки выше гребных винтов в зоне кормовой части судов на уровне зеркала водной среды выше по течению реки. Способ снижения последствий наводнения путем увеличения расхода водной массы выгодно отличается от известных тем, что исключает трудоемкие земляные работы, требует меньше затрат энергии и привлечения людей при повышении эффективности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, и касается, в частности сохранения береговых сооружений при наводнении в результате паводков или обильного выпадения осадков, когда такое наводнение приводит к гибели урожая, строений, человеческим жертвам.

Борьба по сохранению ценностей проводится путем повышения расхода водной массы во всех сечениях реки. Повышение расхода осуществляют путем возведения береговых сооружений в виде насыпи различного типа. Повышение высоты береговых сооружении приводит к удержанию водной массы в русле реки, но при этом происходит подъем уровня, то есть возрастает потенциальная энергия водной массы, что приводит к переходу потенциальной энергии в кинетическую, сопровождающуюся повышением скорости движения воды /патенты автора RU NN 2001195, RU 2014395, RU 2049847/. Если ниже береговой защиты нет прибрежных сооружений, то разлив водной массы ниже даже полезен, так как приведет к выносу полезных донных отложений на почву. Однако, если береговые сооружения находятся и ниже, то будет аварийная ситуация со всеми последствиями. Задачей изобретения является устранение указанного недостатка путем повышения расхода по всей протяженности реки.

Технический результат достигается тем, что по току воды устанавливают суда с работающими двигателями и закрепляют их на месте установки, а между судами и между судами и береговой линией размещают заслонку на уровне зеркала воды выше по течению гребного винта, при этом притапливают кормовую часть судна для направления потока к донному грунту.

Для наглядности способ представлен в виде схемы, поясняющей его выполнение. На фиг. 1 представлен вид сверху; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - установка судна при резком изменении глубины ложа, что имеет место при впадении в море в районе устья реки.

Приняты следующие обозначения. По направлению тока реки установлены судна 1, которые закреплены на береговой линии тросами 2. Показано индивидуальное крепление каждого судна 1, но может быть крепление последовательное относительно береговой линии. Между судами расположены плавучие тела 3, соединенные тросами 4 с судами 1 и с судном и береговой линией. Само плавучее тело выполнено может быть различным образом, и, в частности, в виде баллона надувного со стяжками 5, которые придают форму с наклоном верхней поверхности по току воды. Такой наклон обеспечивает устойчивость плавучего тела 3 из-за снижения силового воздействия со стороны ниже плавучего тела, как показано на фиг. 3.

Действие способа по снижению последствий аварийной ситуации описаны в пояснении как для судов в токе реки, так и при резком снижении уровня ложа реки /углублении ложа/.

Монтаж всей системы не вызовет усложнений, так как каждое судно по всему руслу реки имеет собственный ход и способно маневрировать для закрепления судна 1 на береговой линии тросами 2. После закрепления судов протягивают плавучие тела 3 с помощью тросов 4. После установки всей совокупности судов по руслу реки регулируют число оборотов гребного винта каждого судна до получения на каждом участке скоростного напора за счет перепада высоты и динамического напора водной массы. Высота обозначена на фиг. 2 - H.

Пояснения к способу: 1. Суда устанавливают по крайней мере в устье реки, где наблюдаются наиболее опасные процессы. Так как скорость водной массы в реке больше чем в устье и при удалении от берега скорость вообще падает практически до нулевого значения, то кинетическая энергия воды резко падает, что эквивалентно повышению гидравлического сопротивления. Возникает противодействующая движению массы воды сила и результатом является повышение уровня воды выше устья. Работающие суда повышают кинетическую энергию воды, так как ее скорость возрастает. Это приводит к образованию подъема уровня воды за гребным винтом, по тем же причинам переход кинетической энергии в потенциальную. Однако возможен случай перетекания водной массы между судами и берегом и судами. Это легко понимается при остановке воды плотиной. Тогда вода будет перетекать к носовой части судна, но незначительный подъем уровня будет наблюдаться. Применим метод суперпозиции и откроем плотину, получим реальную картину, которая существует в действительности, то есть будет наблюдаться и обратный поток водной массы, который наложится на общее движение ее течением. Чтобы уменьшить перетекание, то есть обратный ток воды, устанавливают заслонки, которые не дадут сбросить повышенный уровень между судами и между судами и берегом. Заслонки должны быть на уровне зеркала воды выше гребного винта вблизи кормы. Заслонка может быть выполнена в виде плавающего тела с закреплением его концов либо к берегу, либо между судами. Желательно, чтобы ее поверхности, перпендикулярные току воды, были выполнены наклонными своей верхней частью в сторону тока воды.

2. Суда в общем случае должны располагаться вдоль всей реки и их мощность должна повышаться от истока к устью. Используются любые суда с любой мощностью, так как важна суммарная производительность гребных винтов и все они регулируемы по оборотам.

3. Донная поверхность редко имеет резкие перепады глубины, так как в результате движения донных насосов происходит выравнивание ложа реки. При впадении реки в море такой перепад может быть значителен. Именно поэтому необходимо вал винта наклонить вниз, чтобы избежать обратного тока и образование вихрей с обратным током водной массы в придонной области.

4. После сообщения дополнительной скорости водной массе ее кинетическая энергия будет расходоваться на падение скорости за счет градиента скорости к грунту. Падение скорости будет зависеть только от характера дна, боковых сторон русла. При значительном падении скорости нужно устанавливать следующую группу судов, либо регулировать посредством повышения мощности нижерасположенную группу судов, так как повышением расхода в русле увеличивается перепад высот водной массы и скорость возрастает.

Чем больше река, тем больше она имеет судов и пропорционально может изменить развитие событий при наводнении, меняя установленную мощность и регулируя ее на каждом судне. Закрепление судов осуществляют тросами к берегу и якорями к донному грунту.

Таким образом, достигается поставленная цель: повышение расхода водной массы по всей длине русла реки без возможного ущерба народному хозяйству.

Формула изобретения

1. Способ снижения последствий наводнения, заключающийся в повышении расхода водной массы, отличающийся тем, что повышение расхода водной массы осуществляют за счет увеличения скорости ее, для чего в русле реки, преимущественно в ее устье, устанавливают суда с работающими двигателями, которые закрепляют на месте установки по току воды, а между судами и между судами и береговой линией по ширине русла реки закрепляют заслонки выше гребных винтов в зоне кормовой части судов на уровне зеркала водной среды выше по течению реки в зоне установки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждую заслонку выполняют в виде плавучего тела с прикреплением его концов к берегу либо между судами, при этом скосы верхней части образованной плоскости каждого плавучего тела выполнены наклонными в сторону тока воды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в местах перепада высоты донной поверхности вал винта двигателя каждого судна наклоняют вниз по течению.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарную мощность судов увеличивают от истока к устью реки за счет обеспечения возможности регулировки числа оборотов гребного винта каждого судна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3