Комсомольско-амурский гидроузел
Заявленное техническое решение относится к области гидротехнического строительства и предназначено для регулирования стока. На р. Амур существует проблемная территория. Согласно сведениям амурского бассейного водного управления Федерального агентства водных ресурсов часть р. Амур расположена в пределах Среднеамурской низменности, протянувшейся от устья р. Сунгари до Комсомольска-на-Амуре на 650 км. Ширина низменности достигает 200 км (площадь 92,3 тыс. кв.км.). В районе г. Комсомольск-на-Амуре расположено Комсомольско-Киселевское сужение, пропускная способность реки существенно снижается и ниже по течению р. Амур течет единым врезанным руслом, а выше вода скапливается, сказывается эффект «бутылочного горла». В силу этих причин происходит подтапливание паводковыми водами, которые, оставаясь на Среднеамурской пойме до 168 дней в году, покрывая при этом от 70% до 90% ее территории; а это - май, июнь, июль, август, сентябрь, лучшие времена года, наносят ущерб сельскому хозяйству и вообще народному хозяйству. Напрашивается вывод о необходимости расширения русла и дноуглубления, чтобы не допустить катастрофы, подобной в 2013 году. Но столь радикальное влияние на тысячелетнюю существующую ситуацию преступно, да и невозможно в районе существующей городской застройки Комсомольска-на-Амуре. Поэтому с целью снижения пагубного воздействия паводкового подтопления населенных мест, чреватого затоплением, следует для увеличения стока организовать дополнительную протоку в виде обводного канала. При этом, чтобы не нанести вред экосистеме и полностью исключить какой-либо вред миграции рыб, дно обводного канала, в его начальной точке, необходимо предусмотреть на меженном уровне р. Амур и с возможным устройством на канале плотины для регулирования стока. Комсомольско-Амурский гидроузел включает расположенный на участке Комсомольско-Киселевского сужения обводной канал 4, начальная отметка дна которого устроена на меженном уровне р. Амур, и многопролетную плотину 5 с механизмами регулирования потока в каждом пролете и с постоянно открытыми придонными проемами 6, расположенную на канале 4 в створе, соответствующем наивысшим точкам горного массива, пересекаемого протокой. Сущность изобретения состоит в том, чтобы, не перегораживая основного русла р. Амур, не затрагивая естественного функционирования р. Амур (обеспечивая судоходство, сохраняя естественную миграцию - рыбоход, не нарушая экологии) для увеличения стока, с целью обеспечения гарантированного снижения предельного уровня разлива и его регулирования на территории Среднеамурской низменности от паводкового подтопления, тем самым уменьшая пагубное воздействие на населенные пункты (затопление и снос строений), предлагается предусмотреть устройство Комсомольско-Амурского гидроузла. Изобретение обеспечивает непрерывный постоянный сброс стока и снижение катастрофического воздействия наводнений на территории выше по течению от гидроузла. 3 ил.
Заявленное техническое решение относится к области гидротехнического строительства и предназначено для регулирования стока.
На р. Амур существует проблемная территория.
Согласно сведениям амурского бассейного водного управления Федерального агентства водных ресурсов (см. письмо, *1), часть р. Амур расположена в пределах Срденеамурской низменности, протянувшейся от устья р. Сунгари до Комсомольска-на-Амуре на 650 км. Ширина низменности достигает 200 км (площадь 92,3 тыс.кв.км.). В районе г. Комсомольск-на-Амуре существует так называемое Комсомольское-Киселевское сужение, пропускная способность существенно снижается и ниже по течению Амур течет единым врезанным руслом, а выше вода скапливается, сказывается эффект «бутылочного горла». В силу этих причин происходит подтапливание паводковыми водами, оставаясь на Среднеамурской пойме до 168 дней в году покрывая при этом от 70% до 90% ее территории; а это - май, июнь, июль, август, сентябрь, лучшие времена года, нанося ущерб сельскому хозяйству и вообще, народному хозяйству.
Напрашивается вывод о необходимости расширения русла и дноуглубления чтобы не допустить катастрофы, подобной в 2013 году.
Но столь радикальное влияние на тысячелетнюю существующую ситуацию преступно, да и невозможно в районе существующей городской застройки Комсомольска-на-Амуре.
Поэтому с целью снижения пагубного воздействия паводкого подтопления населенных мест чреватого затоплением, следует для увеличения стока организовать дополнительную протоку в виде обводного канала. При этом, чтобы не нанести вред экосистеме и полностью исключить какой-либо вред миграции рыб, дно предполагаемого канала, в ее начальной точке, предусмотреть на меженном уровне р. Амур и с возможным устройством на канале плотины для регулирования стока».
Для этого предлагается специальная модель, скомпонованная в одно целое и в том виде и порядке, как предложена автором и поясняется сущность. Сущность, заявленного изобретения, можно выразит следующим образом - не перегораживая основного русла, не затрагивая естественного функционирования реки Амур (обеспечивая судоходство, сохраняя естественную миграцию -рыбоход, не нарушая экологии) для увеличение стока, с целью обеспечения гарантированного снижения предельного уровня розлива и его регулирования на территории Средне-Амурской низменности от повадкого подтопления и тем самым уменьшая пагубное воздействие на населенные пункты (затопление и снос строений), и в связи с этим предлагается предусмотреть устройство Комсомольско-Амурского гидроузла.
Предлагаемый Комсомольско-Амурский гидроузел является комплексным гидротехническим сооружением, включающие обводной канал в виде дополнительной протоки располагаемый в районе Комсомольского Киселевского сужения р. Амур, с устройством на нем (канале) многопролетной плотины (см*3) ("по типу полуплотины" см. патент №2581533 - далее по тексту - "специальная плотина") с механизмами регулирования в каждом пролете с постоянно открытыми придонными проемами и расположенную на канале в створе соответствующему расположению наивысших точек гребня горного массива, пересекаемого протокой. При этом днище канала, в его начале, предусматривается несколько выше меженого уровня основной реки в этом месте. Это то и обеспечивает нетронутым естественный меженый сток Амура так, как не перегораживает реку и следовательно не наносит никакого экологического ущерба. Следует отметить и цель и предназначение "специальной плотины" в корне отличается от предназначения так называемой "полуплотины", которая во-первых, перекрывает реку (располагается на основном русле) во-вторых, она предусмотрена для сдерживания стока, перенаправляя часть его в отводной канал (в другую реку); в-третьих имеет постоянно открытые придоные проемы, основной целью которых является обеспечение миграции рыб. И наоборот, "специальная плотина" заявленного изобретении располагается не на основном русле, а на обводном канале и предусматривается не для сдерживания стока а наоборот для обязательного гарантированного сброса сверхмеженного стока, вплоть до открывания всех щеберов, всех пролетов плотины, обеспечивая колоссальный сброс, что гарантированно исключает возможность катастрофы, подобной в 2013 году. И при этом, в "полуплотине" верх постоянно открытых проемов предусматривается на меженом уровне, а в гидроузле наоборот на меженом уровне предусматривается днище канала, потому что отпадает цель не препятствовать миграции, так как проходит по нетронутому основному руслу, а канал является не отводным а обводным (из реки в ту же реку). И, наконец, направлено на снижение катастрофического воздействия наводнений на территории выше по течению от гидроузла, а обычно все мероприятия, направленные на сдерживание пагубных воздействий - наводнений, спасают территории ниже по течению или прилагаемые.
К тому же надо отметить, что все плотины и все гидросооружения предусматриваются для сдерживания (сдерживают или придерживают поток). В Комсомольско-Амурском гидроузле даже намека нет на сдерживание, а наоборот для постоянного сброса части стока, а часть сброса регулируется.
Что касается важности предлагаемого, то следует отметить, что для климата рассматриваемой территории характерно малоснежные зимы и решающим в подтоплении являются не половодья (случаются, хотя и редко, и значительные), а летне-осенние наводнения р. Амур с отметками подъема в диапазоне 6-15 м. от межени (см.БСЭ - *2) и возникают в последние десятилетия, пагубные, все чаще и чаще. Наличие Амурско-Киселевского сужения способствует этому, а это-то и требует устройства в этом месте гидроузла.
Предлагаемое решение поможет снизить предельный уровень на несколько (2-3 м.) и при необходимости поддерживать его (этот уровень) и регулировать.
Это позволяет не только снизить пагубные последствия (снос строений и целых поселков), но снизить постоянные затраты на строительство дорогих дополнительных гидротехнических и защитных сооружений, а также затраты на капремонты и эксплуатацию (поддержание) этих сооружений.
Следует пояснить, почему требуется устройство именно «специальной плотины» - наличие придонных, постоянно открытых проемов в плотине автоматически снижает предельный уровень, ранее возможный, вне зависимости от «человеческого фактора».
Следует также отметить, что конкретное местоположение и прокладка канала может быть определена только после проведения оценки, исследований, инженерно-геологических изысканий, топографической съемки и ТЭО, поэтому не является предметом настоящего изобретения.
Но в данном описании дается пример - как вариант возможного решения, который может быть положен в основу.
Что касается плотины - может предложить отметку верха "специальной плотины" принять по высокому расчетному уровню (ориентироваться на катастрофический уровень не следует, так как само изобретение направлено на исключение катастроф). Параметры "специальной плотины" также предметом изобретения не является, а определяются при проектировании по заданию и техническим условиям на проектирование и на основе ТЭО.
Рассмотрим место расположения гидроузла на карте (смотри - фиг. 1 и фрагмент фиг. 2).
Устье р. Амур у г. Комсомольск-на-Амуре сжато сопками существующих предгорий. К правобережной сопке, выше по течению, примыкает северный урез воды озера Хумми. От его заливчика около поселения и предполагается начало каналу, предусмотрев бетонный барьер с берега укреплением со стороны озера, а после барьера устройство ж/б ложе канала с начальной отметкой соответствующей меженному уровню реки (озера) с небольшим уклоном в сторону стока, огибая поселение Селихово, с направлением в долину с прорывом горного массива параллельно руслу р. Амур со сбросом в нее выше устья первого притока за городом.
Фиг. 2 - фрагмент на карте, где (поз. 1) - сопка; (поз. 2) - озеро; (поз. 3) - поселение Селихово; (поз. 4) - канал; (поз. 5) - "спецплотина".
Фиг. 3 - поперечный профиль, где слева поперечный профиль (условный) основной реки, справа профиль обводного канала со "спецплотиной" (патент №2581533), где (поз. 1) сопка в разрезе; (поз. 4) канал в разрезе; (поз. 5) "спецплотина"; (поз. 6) придонные проемы; (поз. 7) ячейки шиберов - затворов.
Буквенные обозначения:
НУВ - наивысший уровень воды в реке
ВРУ - высокий расчетный уровень
УЗГ - уровень межени в засушливый год
МУ - меженный уровень
ОВП - отметка верха полуплотины
Следует подчеркнуть исключительные отличия Комсомольско-Амурского гидроузла от всех других гидросооружений (плотин, водохранилищ, гидростанций) все они предназначены для сдерживания потоков для накопления воды, используя ее по мере надобности согласно регламента режима их работы.
А предлагаемый гидроузел используется исключительно для постоянного сброса определенной части потока и для регулирования остальной части и при необходимости вплоть до полного возможного сброса.
Кроме того, все гидросооружения наносят ущерб природе, ее экологии, экосистемам и строительство их обосновывается экономическими соображениями, в ущерб остальным. В нашем случае ущерб исключен и при этом экономические выгоды на лицо и причинно-следственная связь тоже: причина -необходимая борьба с разрушительными наводнениями, следствие -предложенная модель гидроузла.
Следует отметить что подобное можно предусматривать в любой точке планеты, где возникают аналогичные проблемы.
Дополнительно см. 4* - пояснение к описанию
*1 - письмо - от Минприродресурсов Хабаровского края от 13.04.2021 №М27-11-116-146
*2 - р. Амур - см. БСЭ т. 1 изд. 3, издательство Советская Энциклопедия, 1973 г.
*3 - плотина - сооружение перегораживающее реку для подъема уровня воды
Словарь русского языка С.И. Ожегова 21 изд., издательство "Русский язык" 1983 г. г. Москва
*4 - пояснение к описанию изобретения (прилагается).
Комсомольско-Амурский гидроузел, включающий расположенный на участке Комсомольско-Киселевского сужения обводной канал, начальная отметка дна которого устроена на меженном уровне реки Амур, и многопролетную плотину с механизмами регулирования потока в каждом пролете и с постоянно открытыми придонными проемами, расположенную на канале в створе, соответствующем наивысшим точкам горного массива, пересекаемого протокой, и направлен для непрерывного постоянного сброса стока и на снижение катастрофического воздействия наводнений на территории выше по течению от гидроузла.
