Регуляционное струенаправляющее сооружение для мостового перехода через водоток Советский патент 1988 года по МПК E02B3/02 

4 Ю

СО ел

Ш ),м г

Ч v- Г7 .

ГМ I

водоворотные зоны с пониженными скоростями течения. С увеличением глубины на пойме вода начинает переливаться через гребни полузапруд 6 и каналы 5. За полу- : запрудами 6 будут возникать вихревые вальцы в результате резкого расширения струй, переливающихся через полузапруды в вертикальной плоскости. В результате активного регулирующего воздействия затапливаемых полузапруд на поток создается общая благоприятная поперечная циркуляция у руслового откоса дамбы за полузапрудами, в результате чего донные струи, влекущие наносы, направляются к занлищаемой дамбе, где и происходит их отложение. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к откосным струенаправляющим сооружения.м, предназначенным для регулирования внутренней структуры потока и организации движения наносов у мостовых переходов на предгорных участках рек. Цель изобретения состоит в повьилении эффективности работы сооружения путем регулирования внутренней структуры потока при различны.х уровнях воды в водотоке. Струенаправляющее сооружение состоит из подходной дамбы I и струе- направляющей дамбы, примыкающей прямолинейным участко.м 2 к торцу подходной дамбы. В струепаправляющей дамбе на заданной глубине устроены сквозные каналы 5, которые сориентированы так, что их оси пересекают оси соответствующих полузапруд 6 не далее чем на I/3 их длины, считая от головы полузапруд. Отметки дна каналов 5 расположены на отметках гребней голов соответствующих полузапруд и умень- щаются в сторону мостового створа 9. Выходные участки 10 каналов 5 выполнены в виде трамплинов. Цри незначительном затоплении поймы, когда уровень воды не доходит до отметок дна каналов 5, в работу включаются только полузапруды, работаю- цие как незатапливае.мые, образуя за собой S (Л

1

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к откосным струенанравляющим сооружениям, предназначенным для регулирования внутренней, структуры потока и организации движения наносов у мостовых переходов на предгорных участках рек.

Целью изобретения является повыщение эффективности работы сооружения путем регулирования внутренней структуры потока при различных уровнях воды в водотоке.

На фиг. 1 изображено предлагаемое сооружение, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А isa фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. I; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1.

Регуляционное струенаправляющее сооружение для мостового перехода включает подходную дамбу 1 и струенаправляющую дамбу, примыкающую прямолинейным участком 2 к торцу подходной дамбы и заканчивающуюся криволинейными верховым 3 и низовым 4 участками. В струенаправляющей дамбе на заданной глубине устроены сквозные каналы 5, направленные входами навстречу пойменному потоку. При этом сквозные каналы 5 сориентированы так, что их оси пересекают оси соответствующих полузапруд 6, примыкающих к русловому откосу дамбы, не далее чем на 1/3 их длины, считая от головы полузапруд. Кроме того, отметки дна 7 каналов 5 расположены на отметках гребней 8 голов соответствующих полузапруд 6 и уменьщаются в сторону мостового створа 9. Выходные участки 10 каналов 5 выполнены в виде трамплинов 11. Входные 12 и выходные 10 участки каналов 5 выходят за пределы поперечного сечения струенаправляющей дамбы как со стороны верхнего, так и со стороны нижнего бьефов.

Регуляционное струенаправляющее сооружение работает следующим образом.

При незначительном затоплении поймы, когда уровень воды не доходит до отметок дна 7 каналов 5, в работу включаются только полузапруды и работают как незатапливаемые, образуя за собой водоворотные зоны с пониженными скоростями течения. С увели- неиием глубины на пойме вода начинает

0

5

5

переливаться через гребни 8 полузапруд 6 и сквозные каналы 5. За полузапрудами б возникают вихревые вальЦы в результате резкого расщирения струй, переливающихся через них в вертикальной плоскости. В результате активного регулирующего воздействия затапливаемых полузанруд 6 на поток создается общая благоприятная поперечная циркуляция у руслового откоса струенаправляющей дамбы за полузапрудами 6, вследствие чего донные струи, влекущие наносы, направляются к защищаемой дамбе, где и происходит их отложение, укрепляю- aiee дамбу. При этом часть паводкового расхода поступает в подмостовое русло из поймы через сквозные каналы 5. Струи, вы0 текающие из сквозных каналов 5, попадают в район голов полузапруд 6 и отклоняются ими как косыми водосливами к стержню потока. При соударении с основным русловым потоком происходит гащение энергии потока и часть кинетической энергии струй переходит в потенциальную энергию потока. При этом происходит некоторый дополнительный подъем уровня воды в голове полузапруд с образованием дополнительного градиента давления в направлении струенаправ0 ляющей дамбы, под действием которого в потоке за полузапрудами 6 усиливается поперечная циркуляция, повышается транспортирующая способность донных струй и интенсивность движения воды в вальце за полузапрудами. Максимальный дополнительный

S градиент, а следовательно, и эффект от ориентации сквозных каналов имеется в том случае, если оси каналов пересекают оси соответствующих полузапруд на расстоянии 1/3 их длины, считая от их голов, так как при обтеg кании голов полузапруд на указанной длине имеет место максимальное искривление траектории струй. Следовательно, здесь и возникает максимальный градиент давления. При выходе струй из сквозных каналов 5 в результате резкого вертикального их рас- 5 щирения образуются отрывные вторичные течения с горизонтальной осью вращения, располагаемые между выходными участками И) сквозных каналов 5 и полузапрудами 6.

При этом скорости движения донных струй незначительны и они не угрожают размыву дна и откосам дамбы. Донные струи в отрывном течении направлены в сторону защищаемой дамбы и транспортируют к ней донные наносы, укрепляющие русловую часть дамбы. Интенсивность вращательного движения отрывного течения, его размеры и транспортирующую способность усиливает наличие трамплинов 11 в выходных участках 10 сквозных каналов 5 путем отклонения струй от защищаемого дна водотока.

Устройство каналов за пределами струе- направляющей дамбы как со стороны верхнего, так и со стороны нижнего бьефов позволяет увеличить длину каналов, в пределах которых более четко стабилизируется структура потока и он приобретает более целенаправленное движение. Благодаря этому на выходе из каналов 5 поток приобретает более компактную форму и большую скорость, что позволяет е.аду дальще продвинуться в нижний бьеф и иметь на подходе к полу- запрудам больщую скорость, что в конечном итоге усиливает благоприятную поперечную циркуляцию за полузапрудами. При этом исключается перелив потока через верх каналов во входных участках 12, что обеспечивает лищь торцовый подход к каналам и уменьщает сопротивление потоку на входе.

Уменьщение высот полузапруд и отметок дна соответствующих каналов в сторону створа мостового створа 9 уменьщает сосредоточенный перепад в граничной с откосом струе, рассредотачивая его на больщей длине, и тем самы.м уменьшает продольные скорости вдоль струенаправляющей дамбы и опасность ее размыва. Кроме того, соответствие отметок дна каналов и гребней по- лузапруд обеспечивает транспортировку струй, выходящих из каналов в район голов полузапруд на отметки не ниже отметок гребней пол узапруд, так как здесь фор.мируются максимальные градиенты давления. При этом струи, вытекающие из каналов и пере- текающие через гребни полузапруд, вливаются в русловой поток по сложным винтовым траекториям, одинаковым по направлению

: :- :-Ш:ШШ:ШМШ

0

0

5

0

с уже существующими за полузапрудами, что положительно сказывается на увеличение интенсивности движения воды в вихревых вальцах за полузапрудами и общей поперечной циркуляции в межполузапрудных пространствах. Одновременно каналы улучшают режим протекания поверхностных струй. Гребни полузапруд, работая как косые водосливы, отклоняют поверхностные струи, обладаюи;ие повышенной размывающей способностью, в сторону русла от защищаемой дамбы. Струи, выходящие из каналов, усиливают этот эффект.

Формует изобретения

Фиг. 2

12

/

/

/

.

Фиг.

б -б

/ /// ///

11