Речное береговое водозаборное сооружение Советский патент 1993 года по МПК E02B9/04 

ел

с

Использование: в гидротехнике для систем гидромелиорации и водоснабжения, базирующихся на реках, Сущность изобретения: для повышения эффективности работы путем предотвращения попадания донных наносов в водоприемник насосо- направляющая преграда выполнена в виде висячей стенки, состоящей из отдельных элементов, каждый из которых шарнирно или на тросах подвешен к раме. Последняя одним концом, закреплена на понтоне, а другим посредством шарнира - на береговом устое. При этом рама установлена под острым углом к плоскости водоприемника 1 с его низовой стороны, 3 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено для использования в сис- мах гидромелиорации и водоснабжения, базирующихся на реках.

Известно водозаборное сооружение, сэдержащее береговой водоприемник, защищенный от плавника и рыбы, струенап- равляющее устройство в виде донного rlopora, установленное под углом к направлению потока.

Недостатком данного изобретения является создание достаточно мощного винта с продольной осью вращения при обтекании донного порога, расположенного перед водоприемником у его верховой кромки. с тот винт взмучивает донные слои потока и несмотря на направляющее действие поро- .м. часть донных и значительное количество взвешенных наносов все-таки поступают в водоприемник. Кроме того, при обтекании rlopora потоком, вышеназванный винт производит размыв вокруг него. Глубина местного размыва достигает 1,5,..2,0 глубины потока в естественном состоянии, длина же по течению достигает 8... 12 глубин, что требует значительного углубления основания фундамента порога ниже дна реки, закрепления большого участка дна вокруг порога неразмывающими материалами (бетонные, асфальтобетонные плиты, каменная наброска), что без ограждения перемычками и остановки приема воды, невозможно осмотр, ремонт и восстановление, элемен- тов донного порога. Все это ограничивает возможности его широкого применения в гидротехническом строительстве.

Цель изобретения - повышение эффективности работы водоприемника путем предотвращения попадания донных и части взвешенных наносов в него.

Это достигается тем, что речное береговое водозаборное сооружение, содержащее

1 о

ьо

о ел

00

береговой водоприемник и наносонаправ- ляющую преграду, установленную под острым углом к берегу, в отличие от прототипа, наносонаправляющая преграда выполнена в виде висячей стенки, состоящей из отдельных элементов, каждый из которых шарнирно или на тросах подвешены к раме, что обеспечивает свободный проход плавника и мусора под преградой по мере их накопления, мимо водоприемника, благодаря повороту элементов стенки на шарнирах, при этом рама одним концом закреплена на установленном в акватории понтоне, а другим посредством шарнира береговом устое, что позволяет поддерживать постоянную глубину погружения висячей стенки в воду, кроме того, рама установлена под острым углом к плоскости водоприемника с его низовой стороны, что обеспечивает направление и забор поверхностного безнаносного слоя потока в водоприемник.

На фиг. 1 показано водозаборное сооружение, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - план линий поверхностных и донных токов.

Речное береговое водозаборное сооружение состоит из водоприемника 1, снабженного решеткой 2, наносонаправляющей преграды,включающей висячий свай 3, образующих стенку. Каждая висячая свая подвешена шарнирно или на тросах к раме А. Один конец рамы 4 закреплен при помощи шарнира 5 к береговой опоре (устою) 6, а другой конец к понтону 7, расположенного к акватории.

Водозабор работает следующим образом.

Поток, набегая на висячую свайную стенку 3, повышает свой уровень перед воV 2 доприемником на 0,5...0,6 --- по сравне2 g

нию с уровнем воды в реке. В зоне водоприемника образуется поперечный уклон в сторону основного русла. Кроме того, повышение уровня воды влечет за собой уменьшение удельных расходов от q0 до qi (91 Ро). где q0 - удельный расход реки в зоне водоприемника. За счет этого возникают поперечные течения потока от.водоприемника в сторону русла. Численно это поперечное течение выражается расходом, равным

й

в Qn J(q0-qi)dB

о

где В - проекция длины висячей свайной стенки на ширину русла (фиг.1).

Длину свайной стенк и можно определить из выражения

1.1 QB

Vn cos a hn где QB - расход водоприемника, м3/с;

Vn - скорость верхнего слоя потока в

5 русле у водоприемника, м/с;

hn - глубина погружения свайной стенки в воду, м;

а- угол установки стенки в русле. Глубина погружения висячей стенки в

Ю воду hn назначается в пределах 1/3..,1/2 глубины потока у водозабора.

Как установлено, поперечные течения наиболее интенсивны в донных и придонных слоях потока. Поэтому донные линии

15 токов будут отклоняться в сторону больших удельных расходов, т.е. в сторону русла (фиг.З). Таким образом действие висячей стенки 3 с речным потоком возбуждает поперечные течёния.направленные в сторону,

20 противоположную от водоприемника 1, что защищает последний от поступления в него влекомых и части взвешенных наносов. Поверхностные же линии токов направляются в водоприемник 1, а вместе с ними и плава25 ющие материалы. Водоприемник 1, как пр а- вило, защищается мусорозадерживающими решетками 2. Продольное течение сносит плавающие тела к висячей стенке, которая не является препятствием для его снова

30 вниз по течению. При накоплении плавающих тел перед висячей стенкой и увеличении гидродинамического давления массы плавающего мусора сваи 3 отклоняются вниз по течению, поворачиваясь вокруг

35 своей оси, пропуская плавник под собой, затем под влиянием собственного веса возвращаются в исходное положение. Установка плавучей системы под углом а позволяет, устойчиво забирать необходимые расходы

40 воды в водоприемник, не допуская влекомые и часть взвешенных наносов в него, и свободно пропуская плавник вниз по течению.

45 Формула изобретения

Речное береговое водозаборное сооружение, включающее водоприемник и нано- сонаправляющую преграду, установленную

под острым углом к берегу, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы путем предотвращения попадания донных наносов в водоприемник, наносонаправляющая преграда

выполнена в виде висячей стенки, состоящей из отдельных элементов, каждый из которых шарнирно или на тросах подвешен к раме, при этом рама одним концом закреплена на установленном в акватории понтоне, а другим посредством шарнира - бере- под острым углом к плоскости водоприем- гобом устое, кроме того, рама установлена ника с его низовой стороны.