Берегозащитная полузапруда Советский патент 1984 года по МПК E02B3/00 

2. Полузапруда по п, tj отличающаяся тем, что угол скоса увеличивается от вершины блока к его основанию.

3. Полузапруда по пп, 1 и 2, отличающаяся тем, что скошенные грани имеют криволинейное очертание в поперечном сечении.

1. БЕРЕГОЗАЩИТНАЯ ПОЛУЗАПРУДА, содержащая ибразованные сходящимися в плане стенками блоки, выступ каждого из которых размещен в пазу последующего, причем блоки соединены между собой горизонтальными шарнирами, отличающаяся тем, что, с целью повьщ ения интенсивности процесса накопления берегоформирующих отложений путем повышения энергогашения потока, верхние грани стенок скошены в сторону их внешних граней. (Л с со 4 00 00

. 1 Изобретение относится к гидротех Hi-гческим соорз ениям, в частности к защитно-регуляционным соору кениям применяемым для выправления и регулирования рек, защиты речных берего а также их восстановления. Известно гидротехническое сооружение, содержалцее блоки, выступ кая дого из которых размещен в пазу последующего, соединенные посредств шарнира D1. Недостатком этого устройства является малая надежность вследствие появления размывов вдоль боковых по верхностей за счет образования мощного вальца. Известна также берегозащитная по лузапруда, содержащая образованные сходящимися в плане стенками блоки выступ каждого из которых размещен в пазу последующего, причем блоки соединены между собой горизонтальны ми шарнирами 2. Недостатком известного устройства является то, что проходящий чере полузапруду поток относит берегоформирующие отложения за тело полуIзапруды в русловую его часть в с торону от берега. Целью изобретения является повышение интенсивности процесса накопления берегоформирующих отложений, путем повьпиения энергогашения потока. Поставленная цель достигается тем, что в полузапруде, содержащей образованные сходящимися в плане стенками блоки, выступ каждого из которых размещен в пазу последующег причем блоки соединены между собой горизонтальными шарнирами, верхние, грани стенок скошены в сторону их внешних граней. Кроме того, угол скоса увеличи вается от вершины блока к его основанию. При-этом скошенные грани имеют криволинейное очертание в поперечном сечении. Па фиг. 1 изображена предлагаемая полузапруда, общий вид в планер на фиг. 2 - блок со скошен 1ыми верхними гранями, общий вид; на фиг, 3 блок с углом скоса граней, увеличивающимся от вершины блока к его основанию; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1; ка фиг. 6 - предлагаемое устройство с блоками, выполненньми с закрепленньп-1и выступами и пазами; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6. Берегозащитная полузапруда включает блоки 1, образованные сходящимися в плане стенками 2, выступ 3 каждого из которых размещен в пазу 4 последующего, причем верхр1ие грани 5 стенок 2 скошены в сторону их внешних граней 6. Блоки 1 соединены между собой горизонтальными шарнирами 7. Кроме того, блоки 1 могут быть выполнены с углом скоса верхних граней 5, укеличивающимся от вершины блока 1 к его основанию 8, а скошенные грани 5 - криволинейного очертания в поперечном сечении. Позициями 9-14 обозначены соответственно поток, входной и выходной каналы, образованные стенками блоков 1, вихревые токи, вальцы на гранях блоков 1, Полузапруда работает следующим образом. Поток 9; проходя над блоками 1, попадает нижними слоями на скошенньге грани 5 сходящихся стенок 2, расположенных со стороны nepxiiero бьефа, и начинает движение по ним. Вследствие того, что скотеннь е грани 5 выполнены под углог- и оси полузапруды, придонные слои потока oтклoня этcя в сторону ее голоиьг. Скошенные грани 5 сходящихся стенок 2 одного блока и внутре - т-п с бокорл-ле 3 грани сходящихся стенок 2 последую ,щего блока образуют сквозные каналы входные 10 - со стороны верхнего бьефа и выходные 11 - со стороны ни него бьефа. Отклоненный поток 9 со скошенных граней ,5 входит в входные каналы -10 и в виде вихревых токов 12 движется в направлении от торцовой части сходящихся стенок 2 к выступу 3. При этом происходит интенсивное гашение нижних придонных слоев потока от взаимодействия их с внешними слоями движущихся вихревых токов 12, чем достигается эффективное осаждение и забор наносов с продвргжением их по входным каналам 10 к выступу 3, где они переносятся в выходные каналы 11. Часть нижних слоев поток 9 не перехватывается на входных каналах 10 и попадает на выходные каналы 11, в которых приобретает форму вихревых токов 13, движущихс от выступа 3 к торцовой части основания, т.е. в направлении ни;кнего бьефа, производя при этом дополнительный забор наносов, поступающих из входных каналов 10, и их транспортировку. Гашение энергии происхо дит также, как и на входных каналах При движении вихревых токов 12 и 13 по скошенным граням 5, вследствие одинакового направления их вращения, в приграничных (контактирующих между собой) областях внешних слоев вихрей происходит дополнительное гашение их энергии от соу рения противонаправленных струй про ходящих вихревых токов. Это способствует осаждению и перехвату твердо го стока, движущегося в нижних слоя проходящего над полузапрудой потока 9, воздействующих с внешними слоям вихрей его частей. Вихревые токи 12 и 13, проходящие по входным каналам 10 и 11, взаимодействуют меж ду собой. При этом возникает значительная турбулентность потока в виде вися го вальца 14, захватывающая вышележащие слои его с интенсивным гащением их энергии и осаждением вл комъгх частиц твердого стока. Кроме того, висячий валец 14 является водным трамплином, способствующим отбросу верхних слоев потока 9 дал ко за пределы полузапруды. Для улучшения процесса забора и транспортирования наносов, а также 8 уменьшения размывающей способности потока 9 на водобое путем более плавного сопряжения его с ним, скошен {ые грани 5 выполнены по длине стенок 2 расширяющимися в направлении от выступа 3 к основанию 8 в сторону внешних граней 6. При таком выполнении полузапруды образовавшиеся сквозные каналы 10 и 11 имеют уклон от середины ее к краям. Это позволяет производить больший забор наносов при протекании потока через полузапруду путем увеличения энергогасительной способности каналов. Вследствие того, что создаются меньшее сопротивление полузапрудой потоку и меньший гидравлический подпор, достигаются лучите условия по переброске твердого стока через полузапруду в нижней бьеф и отложению на нем, так как для этого необходимы меньшие энергетические затраты потока, скорость его и подъемная сила, что особенно важно при накоплении отложе и-1й в период подьема и спада паводковых расходов. Поток 9, сходящий .с полузапруды по каналам 10 и 11, имеет меньшие размывающие скорости на водобое, так как каналы образуются расширяющимися в направлении течения его от выступа к краям и с меньшим перепадом их выхода с нижним бьефом, что способствует уменьшению энергии потока })а выходе в водобой. Для повьш1ения эфс ективности гашения энергии потока на выступе 3 блоков 1 от сходящихся вихревых токов и более лучшей переброски твердого стока по каналам с верхнего бьефа в нижний, выступ 3 и паз 4 каждого блока имеют в плане округленную форму, а сопряжение скошенных граней сходящихся стенок имеет плавное очертание. Такое выполнение полузапруды позволяет улучшить процесс осаждения наносов и продвижения их с меньшими энергетическ1 1И затратами по скошенным граням сквозных каналов с верхнего бьефа в нижний. Кроме того, такое выполнение предотвращает закупорку каналов в местах их сопряжения от крупных частиц, влекомых потоком твердого стока, что существенно важно при сложных условиях эксплуатации соор жений, например в труднодоступных и отдаленных местах их нахождения, а также частой длительной повторяемости и прохождения иаводков.

Использование берегозащитной полуэапруды позволяет уменьшить размьюающую способность потока путем перераспределения его энергии по глубине, равномерно накопить отложения твердого стока в нижнем бьефе в прибереговой ее части, уменьшить эксплуатационные издержки ее содержания в 1,5-2 раза, самовосстансг вить разрушенные берега во время прохождения паводков, уменьшить стоимость строительства на 15-20%.