БЕСПЛОТИННЫЙ ВОДОЗАБОР Российский патент 2001 года по МПК E02B9/04 

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к водозаборным сооружениям на предгорных и горных участках рек.

Известен бесплотинный водозабор, содержащий водоприемное устройство, промывное устройство для смыва отложений наносов с циркуляционным порогом, регуляционную шпору, карман водоприемного устройства, образованный шпорой водозаборного сооружения и берегом реки, и крепление берега за водоприемным устройством /1/.

Недостатком этого бесплотинного водозабора является увеличение объема донных и взвешенных наносов, поступающих к водоприемному устройству, с увеличением расходов воды в реке и одновременное увеличение их отложений за промывным устройством, ухудшающих качество его работы.

Задачей на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является уменьшение поступления наносов в карман водоприемного устройства при одновременном повышении эффективности смыва их отложений за промывным устройством.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы водоприемного устройства путем уменьшения количества наносов, поступающих в его канал.

Указанная цель достигается тем, что бесплотинный водозабор, содержащий водоприемное устройство с каналом, промывное устройство для смыва отложений наносов с циркуляционным порогом, регуляционную шпору, карман водоприемного устройства, образованный шпорой водоприемного устройства и берегом реки перед водоприемным устройством, и берег реки за водоприемным устройством имеет промывное устройство, выполненное в конце кармана водоприемного устройства, снабженное шпорой, параллельной берегу реки за водоприемным устройством, причем берма шпоры водоприемного устройства выполнена на уровне горизонта воды в кармане при максимальном расчетном расходе канала в меженный период расходов реки, а берма шпоры промывного устройства выполнена на уровне верха водоприемного устройства.

Получение технического результата обеспечивается за счет перелива верхних слоев воды в карман водоприемного устройства через берму его шпоры при увеличении расходов воды в реке. При этом уровень воды в кармане увеличивается, уменьшая поступление воды, насыщенной наносами через входное сечение кармана, а через промывное устройство сбрасывается осветленная вода с повышенной наносотранспортирующей способностью, обеспечивающая смыв ранее отложившихся наносов. Одновременно на этот участок не поступает насыщенная наносами вода из участка реки ниже зоны размещения водоприемного устройства.

На чертеже представлен бесплотинный водозабор.

Бесплотинный водозабор на реке 1 состоит из водоприемного устройства 2 с каналом 3, промывного устройства 4 с циркуляционным порогом 5, регуляционной шпоры 6, кармана 7 водоприемного устройства 2, образованного шпорой 8 водоприемного устройства 2 и берегом 9 реки перед водоприемным устройством 2, берега 10 реки за водоприемным устройством 2, шпоры 11 промывного устройства 4, причем шпора 8 имеет берму 12, а шпора 11 - берму 13.

Бесплотинный водозабор работает следующим образом.

Забор максимального расчетного расхода водоприемным устройством 2 при меженных расходах реки 1 обеспечивается регуляционной шпорой 6 и шпорой 8 водоприемного устройства 2, создающей в кармане 7 водоприемного устройства 2 горизонт, обеспечивающий поступление расчетного расхода воды в водоприемное устройство 2 и канал 3. Размещение бермы 12 шпоры 8 водоприемного устройства 2 на уровне горизонта воды в кармане 7 водоприемного устройства 2 предупреждает потери воды из кармана 7 водоприемного устройства 2 при низких горизонтах воды в реке 1.

При увеличении расходов воды в реке 1 начинается транспорт наносов и их поступление в карман 7 водоприемного устройства 2, где они оседают за циркуляционным порогом 5 и уносятся в нижний бьеф бесплотинного водозабора при открытии отверстий промывного устройства 4, частично оседая по пути из-за уменьшения скорости потока при его растекании за промывным устройством 4.

По мере дальнейшего увеличения расхода воды в реке 1 ниже регуляционной шпоры 6 уровень воды становится выше бермы 12 шпоры 8 водоприемного устройства 2 и вода начинает переливаться через берму 12 шпоры 8 в карман 7, уменьшая в нем расход, забираемый из реки 1. Одновременно с уменьшением расхода во входном сечении кармана 7 сокращается количество забираемых донных наносов. С другой стороны через шпору 8 переливается осветленная вода, и при увеличении пропускной способности промывного устройства 4 увеличивается скорость потока при подходе к циркуляционному порогу 5, усиливая транспорт попавших наносов. Одновременно уменьшается их концентрация, поскольку через шпору 8 переливаются верхние наиболее чистые слои воды реки 1.

Пониженное содержание наносов в воде, сбрасываемой через промывное устройство 4, обеспечивает возможность его транспорта между берегом 10 и шпорой 11 промывного устройства 4, чему способствует также повышенная скорость воды за промывным устройством 4, поскольку она определяется уровнем воды в реке 1 в конце шпоры 11 промывного устройства 4, а не в начале в зоне ее примыкания к промывному устройству 4.

Для предупреждения перелива воды из реки 1 через берму 13 шпоры 11 промывного устройства 4 ее устраивают на уровне верха водоприемного устройства, определяемом надежной работой бесплотинного водозабора вплоть до наступления паводка расчетной обеспеченности.

Источники информации
1. Гидротехнические сооружения. Учебное пособие под редакцией Н.П.Розанова. М., Агропромиздат, 1985 г., рис. 11.5 (прототип).

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено для забора воды на предгорных и горных участках рек. Бесплотинный водозабор содержит водоприемное устройство с каналом, промывное устройство для смыва отложений наносов с циркуляционным порогом, регуляционную шпору, карман водоприемного устройства, образованный шпорой водоприемного устройства и берегом реки перед водоприемным устройством, и берег реки за водоприемным устройством. Промывное устройство выполнено в конце кармана водоприемного устройства и снабжено шпорой, параллельной берегу реки за водоприемным устройством. Берма шпоры водоприемного устройства выполнена на уровне горизонта воды в кармане при максимальном расчетном расходе канала в меженный период расходов реки. Берма шпоры промывного устройства выполнена на уровне верха водоприемного устройства. Изобретение обеспечивает уменьшение количества наносов, поступающих в канал водоприемного устройства. 1 ил.

Бесплотинный водозабор, содержащий водоприемное устройство с каналом, промывное устройство для смыва отложений наносов с циркуляционным порогом, регуляционную шпору, карман водоприемного устройства, образованный шпорой водоприемного устройства и берегом реки перед водоприемным устройством, берег реки за водоприемным устройством, отличающийся тем, что промывное устройство выполнено в конце кармана водоприемного устройства и снабжено шпорой, параллельной берегу за водоприемным устройством, причем берма шпоры водоприемного устройства выполнена на уровне горизонта воды в кармане при максимальном расчетном расходе канала в меженный период расходов реки, а берма шпоры промывного устройства выполнена на уровне верха водоприемного устройства.