СПОСОБ ОЧИСТКИ, УГЛУБЛЕНИЯ И СПРЯМЛЕНИЯ РУСЛА РЕКИ Российский патент 1997 года по МПК E02B3/02 

Изобретение относится к гидротехнике и гидромелиорации, может быть использовано преимущественно для интенсификации промывки русел регулируемых рек и других водопотоков путем создания в них бегущих водных волн.

Преимущественная область применения равнинные условия таежной зоны и зоны смешанных лесов, зона Нечерноземья.

Из авт. св. N 1146359, кл.E 02 B 3/02, 1985 г. известен "Способ разработки канала в грунте потоком воды", включающий размещение в пионерном канале стеснительного устройства, пуск в канале потока воды и перемещение вдоль канала стеснительного устройства. Низкая производительность труда является одним из серьезных недостатков этого способа.

Из авт.св. N 763510, кл.E 02 B 3/02, 1980 г. известен "Способ регулирования стока рек", включающий устройство водохранилищ и использование искусственных источников водоснабжения в периоды уменьшения или прекращения водопотребления из них для заполнения водохранилищ, а также пополнение реки периодическими пропусками воды из водохранилищ. Невозможность создания мощной водной волны для очистки русла реки от донных отложений и зарастания травянистой растительностью является одним из наиболее существенных недостатков этого способа.

Из авт.св. N 1130638, кл.E 02 B 3/02, 1984 г. известен "Способ гидравлической промывки русла водопотока", зарегулированного с помощью последовательно расположенных перегораживающих гидротехнических сооружений, включающих пропуск воды через водопропускные отверстия гидротехнических сооружений.

Данный способ наиболее близок к предложенному по назначению и содержит наибольшее количество сходных признаков, поэтому принят за прототип. Несмотря на ряд довольно существенных достоинств, прототипу присущ ряд недостатков, в частности:
недостаточно высокая эффективность из-за неотрегулированности вопросов очередности и скорости пропуска воды, а также промежутка времени между ними, то есть амплитуды и скорости распространения бегущей водной волны;
невозможность комплексного решения проблем по очистке, углублению и спрямлению русла реки в сочетании с охраной ихтиофауны.

Цель изобретения повышение эффективности посредством регулирования углубления и спрямления русла реки, благодаря регулированию амплитуды и скорости распространения бегущих водных волн, а также промежутка времени между формированиями их.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки, углубления и спрямления русла рек, включающем возведение в русле реки перегораживающих гидротехнических сооружений с регулируемыми водопропускными отверстиями, накопление воды в прудах или водохранилищах выше мест расположения сооружений и формирование бегущих водных волн в русле ниже мест расположения сооружений посредством открытия водопропускных отверстий в сооружениях, при максимальных наполнениях прудов или водохранилищ открытие водопропускных отверстий осуществляют последовательно и с очередностью, начиная с сооружения, расположенного в низовье реки, и кончая сооружением, расположенным в верховье реки, а при малом наполнении прудов или водохранилищ с обратной очередностью, начиная с сооружения, расположенного в верховье реки, и кончая сооружением, расположенным в низовье реки, при этом открытие водопропускных отверстий осуществляют на величину и со скоростью, прямо пропорционально требуемой интенсивности углубления и спрямления русла, а промежутки времени между открытием отверстий нижерасположенного и вышерасположенного сооружений устанавливают в зависимости от высыхания грунтов русла и обратно пропорционально требуемой интенсивности углубления и спрямления его. Кроме того, по перешейкам в излучинах рек перед спуском воды из прудов или водохранилищ прокладывают борозды, канавы, траншеи или щели глубиной 10 50 см.

В процессе работы способа амплитуду бегущей водной волны регулируют в зависимости от требуемой величины углубления русла реки за счет регулирования скорости спуска воды из пруда или водохранилища посредством пропорционального изменения величины открытия водопропускных отверстий (шлюзов, шахт и т. п. ), а очередность спуска воды из прудов и водохранилищ устанавливают в зависимости от уровня воды в них и требуемого увеличения глубины русла, например, при максимально допустимом уровне воды на уровне критического во избежание разрушения нижерасположенных плотин спуск воды начинают из пруда или водохранилища, расположенного в низовьях, и заканчивают из расположенного в верховьях реки, а при небольшом, то есть неопасном для плотин уровне воды и необходимости максимального углубления или спрямления русла реки в направлении сверху вниз, при этом в случае необходимости максимально возможного углубления и спрямления русла реки величину и скорость открытия водопропускных отверстий (шлюзов, шахт и т.п.) делают максимальной и промежутки времени от спуска нижерасположенных прудов или водохранилищ до спуска вышерасположенных устанавливают в соответствии с пропиткой водой прилегающих к руслу земель до максимально возможной влажности, не дожидаясь процесса иссушения почвы после скатывания бегущей водной волны, а в случае необходимости минимально допустимого углубления русла реки эти промежутки времени устанавливают по достижению максимально возможного иссушения почвы по следу предыдущей водной волны, то есть наибольшими.

На фиг. 1 показан вариант последовательного расположения прудов и/ или водохранилищ на русле реки; на фиг.2 вариант расположения прудов и/или водохранилищ на основном русле реки и ее притоках.

Условные изображения, принятые на схемах:
1 река, 2 приток реки, 3 пруд или водохранилище с гидротехническим сооружением, расположенным в верховье реки, 9 пруд или водохранилище с гидротехническим сооружениям, расположенным в низовье реки, 5, 7 пруды или водохранилища с промежуточными гидротехническими сооружениями, расположенными на русле реки; 4, 6, 8 пруды или водохранилища с гидротехническими сооружениями, расположенными на притоках реки.

Для осуществления способа на реке 1 сооружают каскад прудов и/или водохранилищ посредством перегораживающих гидротехнических сооружений 3 9, накапливают в них воду и спускают ее через водопропускные отверстия (шлюзы, шахты) вниз по течению с каждого водоема одноразово, формируя бегущую водную волну (на схемах не обозначенную), например, в виде катящегося водного вала, очищающего дно русла от или и травы.

При этом:
амплитуду бегущей водной волны регулируют в зависимости от требуемой величины углубления, спрямления русла реки 1 за счет регулирования скорости спуска воды из пруда или водохранилища посредством изменения скорости и величины открытия шлюзов (на схемах не обозначенных);
очередность спуска воды из прудов и/или водохранилищ устанавливают в зависимости от уровня воды в них и требуемого увеличения глубины русла, например, при максимально допустимом уровне воды на уровне критического (во время паводковых или ливневых вод) во избежание разрушения нижерасположенных дамб и плотин спуск воды начинают из пруда или водохранилища 9, расположенного в низовьях, и заканчивают из расположенного в верховьях реки, то есть последовательно спускают пруды 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, а при небольшом, то есть не опасном для плотин уровне воды и необходимости максимального углубления или спрямления русла реки 1 в направлении сверху вниз, то есть начинают с водоема 3, затем поочередно спускают воду из водоемов 4, 5, 6, 7, 8 и заканчивают спуском из водоема 9. В последнем случае возможен вариант формирования суммарной водной волны ниже одного или нескольких водоемов 3-9.

Кроме того, в случае необходимости максимально возможного углубления и спрямления русла реки 1 величину и скорость открытия водопропускных отверстий (шлюзов, шахт и т.д.) делают максимальной, а промежутки времени от спуска нижерасположенных прудов или водохранилищ до спуска вышерасположенных устанавливают в соответствии с пропиткой водой прилегающих к руслу земель до максимально возможной влажности, не дожидаясь процесса иссушения почвогрунта после скатывания каждой предыдущей бегущей водной волны. Влажный и переувлажненный почвогрунт подвергается гораздо большему разрушению очередной бегущей водной волной, чем сухая твердая почва, при этой за счет большего разрушения почвогрунта происходит большее углубление и спрямление русла реки 1.

В случае необходимости минимально допустимого углубления русла реки 1 эти промежутки времени устанавливают по достижению максимально возможного иссушения почвы по следу предыдущей водной волны.

Очередность спуска воды из прудов и водохранилищ, степень открытия водопропускных отверстий (шлюзов, шахт и т.п.) в плотинах и промежутки времени между спусками воды должны быть заранее спланированы, согласованы между всеми гидротехническими службами данного речного комплекса и уточняться штабом гидротехнической службы (диспетчерским пунктом) во время половодья, при этом в штаб должны периодически поступать сведения об уровне воды в водоемах, степени открытия водовыпускных отверстий ( шлюзов, шахт и т.п.), скорости течения воды и степени увлажнения почвы на затопленных прежде окрестностях русла реки. С этой целью гидротехнические службы по всем прудам и водохранилищам на реке должны быть оснащены телефонной и/или радиосвязью, обеспечивающей оперативное принятие мер по регулированию стока воды.

Предлагаемый способ обладает значительным положительным эффектом, в частности:
1. За счет большой энергии бегущей водной волны обеспечивается разовое решение нескольких проблем одновременно, в частности:
очистка русла реки от донных отложений и зарастаний травянистой растительностью;
углубление русла реки, в том числе и на территориях прудов;
спрямление русла.

2. За счет наличия на реке множества прудов и/или водохранилищ с регулируемыми водопропускными отверстиями (шлюзами, шахтами и т.п.) обеспечивается возможность регулирования параметров бегущей водной волны, в частности:
амплитуды волны;
скорости распространения водной волны;
промежутков времени между спусками воды из прудов и/или водохранилищ.

3. Благодаря спрямлению русла реки мощным водным потоком, в местах оставшихся извилин реки остаются заливы и тихие заводи, являющиеся пристанищем для рыб и птиц, что содействует установлению оптимальных экологических связей в природе, разнообразит и преумножает численность фауны.

Использование: в гидротехнике и мелиорации для промывки русел рек. Сущность изобретения: способ очистки, углубления и спрямления русла реки предусматривает возведение в русле реки перегораживающих гидротехнических сооружений с регулируемыми водопропускными отверстиями, накопление воды в прудах или водохранилищах выше мест расположения сооружений и формирование водных волн в русле ниже мест расположения сооружений посредством открытия водопропускных отверстий. Режим способа характеризуется тем, что при максимальных наполнениях прудов или водохранилищ открытие водопропускных отверстий осуществляют последовательно и с очередностью, начиная с сооружения, расположенного в низовье реки, и кончая сооружением, расположенным в верховье реки, а при малом наполнении прудов или водохранилищ - с обратной очередностью, при этом открытие водопропускных отверстий осуществляют на величину и со скоростью, прямопропорциональными требуемой интенсивности углубления и спрямления русла, а промежутки времени между открытием водопропускных отверстий нижерасположенного и вышерасположенного сооружений устанавливают в зависимости от высыхания грунтов в окрестностях русла обратно- пропорционально требуемой интенсивности его углубления и спрямления. 2 ил.

Способ очистки, углубления и спрямления русла реки, включающий возведение в русле реки перегораживающих гидротехнических сооружений с регулируемыми водопропускными отверстиями, накопление воды в прудах или водохранилищах выше мест расположения сооружений и формирование водных волн в русле ниже мест расположения сооружений посредством открытия водопропускных отверстий в сооружениях, отличающийся тем, что при максимальных наполнениях прудов или водохранилищ открытие водопропускных отверстий осуществляют последовательно и с очередностью, начиная с сооружения, расположенного в низовье реки, и кончая сооружением, расположенным в верховье реки, а при малом наполнении прудов или водохранилищ с обратной очередностью, начиная с сооружения, расположенного в верховье реки, и кончая сооружением, расположенным в низовье реки, при этом открытие водопропускных отверстий осуществляют на величину и со скоростью, прямо пропорциональными требуемой интенсивности углубления и спрямления русла, а промежутки времени между открытием водопропускных отверстий нижерасположенного и вышерасположенного сооружений устанавливают в зависимости от высыхания грунтов русла обратно пропорционально требуемой интенсивности его углубления и спрямления.