Бесплотинное водозаборное сооружение

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советсккк

Социалксткческии

Республик ()889788

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.12.79 (21) 2893982/29-15 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 02 В 9/04

Гееударетееиимй кемитет

СССР

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень №46

Дата опубликования описания 25.12.81 (53) УДК 626.82 (088.8) по делам изабретеиий и еткрмтий (72) Авторы изобретения

Я. В. Бочкарев, И. Е. Ярыгин и А. В. Филончи .МЮ ч:„;те „, Киргизский сельскохозяйственный институт им. К. И. С Aia и Киргизский государственный институт проектирования в дног хозяйства «Киргизгипроводхоз» (71) Заявители (54) БЕСПЛОТИННОЕ ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ

Изобретение относится к гидротехнике, а точнее к водозаборным сооружениям, и может преимущественно применяться при бесплотинном водозаборе из рек горно-предгорной зоны.

Известно бесплотинное водозаборное сооружение, включающее шлюз-регулятор и криволинейный донный порог для защиты сооружения от насосов (1) .

Недостаток известного устройства состоит в низкой степени защиты сооружения от наносов.

Известно также бесплотинное водозаборное сооружение, включающее размещенный на одном из берегов шлюз-регулятор с экранирующей и забральной стенками и донные пороги. Донные пороги позволяют бороться с наносами в межень, а экранирую- 1 щая стенка — в паводок (2) .

Однако такая конструкция бесплотинного водозабора обеспечивает определенный процент забора из реки (как правило

10 — 15 /q) Hpè изменении процента забора происходит увеличение захвата наносов. 20

Цель изобретения — уменьшение захвата наносов при изменениях забираемого расхода.

Цель достигается тем, что сооружение снабжено подпорной шпорой, расположенной под углом 80 — 85 к фронту шлюза-регулятора, ограниченной с одного торца стенкой, параллельной экранирующей стенке и примыкающей другим торцом к противоположному берегу, а донные пороги расположены под углом 140 — 150 друг к другу, причем гребень первого порога имеет уклон по течению, а второй выполнен ступенчатым с понижением против течения и размещен параллельно экранирующей стенке.

Кроме того, сооружение может быть снабжено затвором, установленным между экранирующей стенкой и задней частью второго порога.

На фиг. 1 изображено водозаборное сооружение, план; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез  — В на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез à — Г на фиг. 1.

Предлагаемое водозаборное сооружение состоит из головного шлюза-регулятора 1, к которому примыкают забральная стенка 2 и экранирующая стенка 3, подпорной шпоры 4, примыкающей к разделительной стенке 5, донного порога 6 переменной

889788 зе зз

Формула изобретения

io

3 высоты и ступенчатого порога 7, образующего с экранирующей стенкой 3 карман 8, а с разделительной стенкой 5 — проран 9.

Ступенчатый порог 7 имеет пониженную часть 10, а порог переменной высоты 6 имеет часть 11, выступающую за точку 12 встречи порогов 6 и 7. Карман 8 оборудован затвором 13, головной шлюз-регулятор 1 оборудован затвором 14, диафрагмой 15, сороудерживающей решеткой 16, шандорными пазами 17 и служебным мостиком 18. Вода из головного шлюза-регулятора 1 попадает в канал 19. Забральная стенка 2 сопрягается с защитной дамбой 20 верхнего бьефа, экранирующая стенка 3 сопрягается с помощью подпорной стенки 21. Горизонтальным пунктиром на фиг. 2 — 5 показано средневзвешенное дно реки.

Водозаборное сооружение работает следующим образом.

B паводок (1 — 10 /p обеспеченности) затвор 13 полностью поднят из воды в крайнее верхнее положение, и выход из кармана 8 открыт. Поток, проходя вдоль защитной дамбы 20, ударяется об забральную стенку 2, диафрагму 15,экранирующую стенку 3, в результате чего перед фронтом шлюза-регулятора 1 образуется мощный валец; отбрасывающий наносы от водоприемника.

При этом пороги 6 и 7, высота которых не превышает 1/3 наполнения в реке, не играют существенной роли в борьбе с наносами, а расположение порогов 6 и 7 подобрано так, чтобы не мешать образованию вальца вдоль фронта шлюза-регулятора. Экранирующий эффект от фронта водоприемника, образованного стенками 2 и 3 и шлюзом 1, влияет на структуру потока в реке выше по течению: в потоке возникает мощная поперечная циркуляция, позволяющая транспортировать наносы за пределами кармана 8 и прорана 9, т. е. через шпору 4.

Водозабор в канал 19 при этом обеспечивается довольно легко и регулируется величиной открытия затвора 14. При уменьшении расходов воды в реке до 0,5 от расходов I OP/p обеспеченности экранирующий эффект от фронта водоприемника уменьшается, и в действие вступает донный порог 6.

Так как он имеет переменную высоту, в потоке выше по течению происходит образованне поперечной циркуляции, возникающей вследствие перераспределения расходов и скоростей по длине порога 6. Наносы при этом транспортируются винтовым течением вдоль порога 6 и проходят шнуром у раздельной стенки 5. Водозабор до 20 /р при этом обеспечивается через шлюз 1 без прикрытия отверстия кармана 8 затвором

13. По мере дальнейшего уменьшения расходов воды в реке поток шпорой 4 сосредотачивается у порогов 6 и 7, затвор 13 закрывается, и в действие вступает ступенчатый порог 7, расположенный под углом 140150 к порогу 6. Вследствие того, что наS

1С

1S

4 носы вдоль порога 6 транспортируются на некотором удалении от него, т. е. в непо-, средственной близости от порога 6, имеется зона воды без наносов, размеры пониженной части 10 порога 7 подобраны так, что она перекрывает зону, свободную от наносов. В этом случае происходит разделение потока по вертикальной линии на две части: свободная от наносов часть сливается через пониженную ступень 10 порога 7 в карман 8, а насыщенная наносами часть проходит в проран 9. При этом транспортирующая способность потока вдоль порога 7 сохраняется на том же уровне, что и у порога 6, так как погонные расходы в проране 9 остаются такими же, как и на подходе к точке 12 разделения порогов. Выступающая за точку 12 часть 11 порога 6 служит для создания экранного эффекта у пониженной части 10, препятствующего перескакиванию наносов через пониженную часть 10. При этом обеспечивается водозабор в канал 19 до 70 — 80О/р при захвате наносов не более 5 — 10О/о. Некоторая часть этих наносов откладывается в кармане 8.

При нарастании расходов воды в реке затвор 13 открывается, и отложившиеся в кармане 8 наносы смываются в реку.

Предложенная конструкция водозаборного сооружения позволяет без каких-либо дополнительных регулировочных работ в реке обеспечить 70 — 80О/р водозабора в межень при захвате наносов не более 5 — 10О/р от всех наносов, идущих в этот момент по реке. По предварительным подсчетам, годовой экономический эффект от внедрения предложенной конструкции водозаборного сооружения составляет 2,0 — 2,5 тыс. руб на 1 мз/с расчетного расхода водозабора.

1. Бесплотинное водозаборное сооружение, преимущественно для горных рек, включающее размещенный на одном из берегов шлюз-регулятор с экранирующей и забральной стенками и донные пороги, отличающееся тем, что, с целью уменьшения захвата наносов при изменениях забираемого расхода, оно снабжено подпорной шпорой, расположенной под углом 80 — 85 к фронту шлюза-регулятора, ограниченной с одного торца стенкой, параллельной экранирующей стенке и примыкающей другим торцом к противоположному берегу, а донные пороги, расположены под углом 140 — 150 друг к другу, причем гребень первого порога имеет уклон по течению, а второй выполнен ступенчатым с понижением против течения и размещен параллельно экранирующей стенке.

2. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено затвором, установлен889788

5 ным между экранирующей стенкой и задней частью второго порога.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Соболин В. Г. Защита сооружений на реках и каналах от наносов. Фрунзе. !968. с. 131.

2. Сборник «Труды НИМИ», т. 16, вып. 6, Новочеркасск,1975, с. 140 †1 (прототип).

889788

Р .О . o . о о о . .... о,р .ig .о О

Р ° - о

o .. о, о о

o" o- ° .о о о о о о 0 о о о . o о о о о . о

Составитель А. Сергеев

Редактор Л. Конецкая Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 10912/48 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, % — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4