Бесплотинное водозаборное сооружение

Оп ИСАНИЕ Союз СоветскккСоциалксткческикРеспублик 11889788 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 15.12.81. БюллетеньДата опубликования описания 25.12.81 ло делам изобретеиий и открыт 2) Авторы изобретен, филон Я. В. Бочкарев, И. иргизский сельскохозяйственный институт им. К. И. СКиргизский государственный институт проектированихозяйства Киргизгипроводхоз ног(71) Заявите 54) БЕСПЛОТИННОЕ ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИ 2 одозабз-регудля строистваты сооруж та нанхода. Изобретение относится к гидротехнике, а точнее к водозаборным сооружениям, и может преимущественно применяться при бесплотинном водозаборе из рек горно-предгорной зоны.Известно бесплотинное в орное сооружение, включающее шлю лятор и криволинейный донный порог защиты сооружения от насосов 1.Недостаток известного у " состоит в низкой степени защи ения 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 щая стенка - в паводок 21.Однако такая конструкция бесплотинного водозабора обеспечивает определенный процент забора из реки (как правило 10 - 15%). При изменении процента забора происходит увеличение захвата наносов. 20Цель изобретения - уменьшение захваосов при изменениях забираемого расЦель 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 - В на фиг, 1; на фиг. 5 - разрез Г - 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 переменной889788 зозз формула изобретения 4 ф 45 50 И 3высоты 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.В паводок (1 - 10 О/о 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, диафрасму 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 1 Оо/о 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/, 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 140- 150 к порогу 6. Вследствие того, что на 5 1 С о 2 Е 25 4носы 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 - 80 О/о при захвате наносов не более 5 - 10%. 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 - 80 О/, водозабора в межень при захвате наносов не более 5 - 10/О 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, установлен5ным между экранирующей стенкой и зад.ней частью второго порога. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе61, 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 в 1 (прототип).ета СС крытий наб., д л. Прое