Сопрягающее сооружение Советский патент 1983 года по МПК E02B5/00 

Изобретение относится к гидротехнике, а конкретнее к гидротехническим сооружениям, связанным с переносом насосов. В гидротехнической практике часто встречаются случаи, когда становится необходимым произвести сопряжение двух каналов различных размеров, например, широкого канала с узким. Это сопряжение осуществляется переходными участками или так называемыми сопрягающими сооружениями. Известны конструкции сопрягающих со,оружений, разработанные применительно только для потока чистой жидкости (т. е. для жидкости, не содержащей наносы). Они имеют прямолинейный профиль дна с прямолинейными плановыми очертаниями боковых стенок, осуществляющих переход от широкого канала к узкому 1. Однако из-за прямолинейных очертаний боковых стенок не обеспечивается плавность перехода водного потока от одного канала к другому, вследствие чего в сооружеНИИ возникают сравнительно большие потери механической энергии. Известно сопрягаюшее сооружение, содержащее дно и криволинейные боковые стенки 2. Недостатком конструкции известного сопрягающего сооружения является то, что вследствие прямолинейности профиля дна оно может быть применено только для пропуска потоков чистой жидкости. При прохождении потоков, содержащих наносы значительных концентраций, в частности селевых потоков, сооружение быстро заиляется, что, естественно, приводит к снижению его пропускной способности. Во избежание этого становится необходимой периодическая очистка сооружения от отложившихся наносов. Это нарушает ритмичную и бесперебойную работу водохозяйственного объекта в целом. Кроме того, обслуживание сооружения связано с определенными эксплуатационными затратами. Целью изобретения является предотвращение заиления, обеспечение бесперебойной и надежной работы сооружения при прохождении наносонесущих потоков, в частности селевых. Указанная Цель достигается тем, что профиль дна выполнен криволинейным с отметками поверхности, пониженными относительно прямой, соединяющей начальную и конечную точки профиля на первой полудлине сооружения, и повышенными относительно прямой на второй полудлине. Криволинейный профиль дна на прямой, соединяющей начальную и конечную точку профиля отклоняется от нее в пределах от 0,03 до 0,04 общей длины сооружения. На фиг. 1 изображено сооружение, продольный разрез; на фиг. 2 - плановое очертание боковых стен сооружения. Сопрягающее сооружение 1 состоит из криволинейного дна 2 (линия АСВ) и боковых стенок 3, осуществляющих плавный переход широкого призматического канала 4 в узкий канал 5. Отметки криволинейного профиля дна АСВ понижены относительно прямой АВ, соединяющей начальную точку А профиля с его конечной точкой В в пределах первой половины длины сооружения АС (точка С делит прямую АВ пополам), и, наоборот, повышены в пределах второй половины СВ полудлины. Максимальные отклонения отметок криволинейного профиля АСВ и прямой АВ имеют место в точках Д и Е, находящихся соответственно в серединах АС и СВ, при этом точка Д ниже прямой АВ на величину (0,03-0,04)1 где В - длина сопрягающего сооружения, а точка Е, наоборот, выше на ту же величину, Работа сопрягающего сооружения осуществляется следующим образом. Поток, проходя через широкий призматический канал 4, поступает в сопрягающее сооружение 1, имеющее в своем начале ширину, равную ширине широкого канала 4, В сопрягающем сооружении 1, благодаря его сходяшимся криволинейным боковым стенкам 3, поток плавно сужается до ширины узкого канала 5 и через последний идет по назначению. Расчет сопрягающих сооружений, предназначенных для потока с наносами, ведут исходя из двух уравнений: динамического уравнения для чистого потока и уравнения транспортирующей способности по формуле К. И. Россинского: транспортирующая способность где 5 потока, т. е. то максимальное количество наносов, которое способен нести поток со скоростью V и глубиной h; W - средняя гидравлическая крупность наносов; К - универсальная постоянная. Это уравнение учитывается с условием, чтобы по всей длине сооружения транспортирующая способность потока сохранилась постоянной (S const). Именно соблюдение этого условия и предотвращает отложение наносов из потока на дно сооружения в силу того, что разность транспортирующих способностей в двух разных сечениях потока равна количеству отложенных наносов между этими сечениями, но так как транспортирующая способность сохраняется, то разность в двух сечениях будет равна нулю, следовательно, и количество отложенных наносов тоже равно нулю. Таким образом, в случае наносонесущего потока движение должно одновременно удовлетворять двум уравнениям, т. €. здесь имеем два уравнения с двумя неизвестными (глубина потока и профиль дна сооружения), решение которых дает как распределение глубин вдоль потока, так и профиль дна сооружения, который всегда получается криволинейным с отметками, пониженными относительно прямой, соединяющей начальную и конечную точки профиля на первой полудлине сооружения, и повышенными относительно той же прямой на второй его полудлине. Потери механической энергии, возникающие вследствие искривления профиля дна, настолько незначительны, что практически ими можно пренебречь. Придание дну сопрягающего сооружения криволинейного очертания предотвращает осаждение наносов в нем при прохождении по сооружению наносонесущего потока и

обеспечивает его бесперебойную и надежную работу.

В предлагаемом сооружении по сравнению с известными благодаря криволинейности профиля дна устраняется процесс осаждения наносов, а следовательно, исключается необходимость проведения его периодической очистки Ч)т наносов, что определенным образом снижает эксплуатационные затраты на сооружение. Кроме того, предлагаемая конструкция наиболее эффективна при транспортировании селевого потока, вызывающего заносы известных конструкций.

1. СОПРЯГАЮЩЕЕ СООРУЖЕНИЕ, содержащее дно и криволинейные боковые стенки, отличающееся тем, что, с целью предотвращения заиления, обеспечения бесперебойной и надежной работы сооружения при прохождении наносонесущих потоков, в частностиСелевых, профиль дна выполнен криволинейным с отметками поверхности, пониженными относительно прямой, соединяющей начальную и конечную точки профиля на первой полудлине сооружения, и повышенными относительно прямой на второй полудлине. - 2. Сооружение по п. 1, отличающееся тем, что криволинейный профиль дна на прямой, соединяющей начальную и конечную точки профиля, отклоняется от нее в пределах от 0,03 до 0,04 общей длины сооружения. 05 сл О)