Полузапруда и ее вариант Советский патент 1982 года по МПК E02B3/02 

(54) ПОЛУЗАПРУДА И ЕЕ ВАРИАНТ

1

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к полузапрудам, предназначенным для защиты земляных гидротехнических сооружений и берегов рек от размывов.

Известна полузапруда, выполненная из каменно-хворостяной кладки 1.

Недостатком этого устройства является его низкая надежность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является полузапруда, включающая массивные бетонные блоки 2.

Недостаток известного устройства заключается в низкой интенсивности транспортирования наносов к защищаемому берегу, приводящей к его размыву.

Цель изобретения - повышение интенсивности транспортирования наносов к защищаемому берегу.

Поставленная цель достигается тем, что на верхней грани блоков выполнены направляющие пороги, расположенных под углом к продольной оси полузапруды, причем направляющие пороги выполнены клинообразной формы.

По другому варианту цель достигается тем, что на верхней грани блоков выполнены

прорези треугольной формы, расположенные под углом к продольной оси полузапруды, а также тем, что прорези выполнены с продольным уклоном в сторону защищаемого берега и заложением откосов равным т, 1-3 т 3-5.

На фиг. 1 изображена полузапруда, вид в плане; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - вариант полузапруды, вид в плане; на фиг. 4 - то же, поперечный разрез.

Полузапруда включает бетонные блоки 1,

10 продольная ось полузапруды расположена под углом at 60-70° к защищаемому берегу 2, на верхней грани блоков I выполнены направляющие пороги 3, расположенные под углом у 20-30° к продольной 5 оси полузапруды, направляющие пороги образуют угол у 10-20° верхней гранью блоков 1 и имеют клинообразную форму.

Вариант полузапруды включает бетонные блоки 1, продольная ось полузапруды расположена под углом dt 60-70° к защи20щаемому берегу 2. На верхней грани блоков 1 выполнены прорези 4, расположенные под углом j3 20-30° к продольной оси полузапруды, прорези выполнены треугольной формы с заложением откосов mi 1-3, m2 3-5 и имеют уклон i 0,01-0,03 в сторону защищаемого берега 2.

При протекании потока над полузапрудой за ней образуется валец 5, направленный к защищаемому берегу 2, за направляющими порогами 3 образуются вальцы 6, усиливая интенсивность транспортирования наносов в вальце 5.

Благодаря клинообразной форме направляющих порогов 3 поток отклоняется от дна за полузапрудой усиливая интенсивность движения воды в вальцах 5 и 6. Поток, переливаясь через полузапруду, стремится пройти перпендикулярно по отнощению к продольной оси, отклоняясь тем самым от защищаемого берега 2. Этот эффект додолнительно усиливается наличием направляющих порогов 3, которые заставляют поток в еще больщей степени отклониться от берега 2. В результате этого создается больщий поперечный градиент давления в направлении от зоны соударения потоков 7 к защищаемому берегу 2, благодаря чему образующееся компенсирующее вторичное донное течение 8, включающее валец 5, в сторону берега, обладает больщей скоростью движения, а следовательно, и повышенной транспортирующей способностью, которое захватывает донные наносы, огибающие полузапруду и проходящие над ней, и транспортируют их к берегу 2. Путем соударения поверхностных струй 9, проходящих над сооружением и струй 10, сходящих непосредственно с направляющих порогов 3, повышается эффект гащения энергии потока, что приводит к дополнительному уменьшению скоростей течения поверхностных струй за полузапрудой, обладающих повыщенной размывающей способностью, чем достигается уменьшение размыва берега 2. Движение воды в вальцах 6 совпадает по направлению с движением воды в вальце 5 за полузапрудой. Часть взвешенных наносов из основного потока, проходящего через нолузапруду, перехватывается вальцами 6 за порогами 3 и транспортируется ими в валец 5, который перемещает их непосредственно к защищаемому берегу 2. Скорости движения воды в вальцах 6 за порогами 3 складываются со скоростью движения в вальце 5 за полузапрудой, в результате чего интенсивность движения воды в вальце за сооружением существенно повышается.

При протекании потока над полузапрудой с прорезями на верхней грани блоков, в прорезях 4 образуются вальцы 11, движение воды в которых направлено к защищаемому берегу 2. Форма прорезей позволяет получить устойчивую форму образуемых вальцов. Для усиления интенсивности движения воды в вальцах 11 и транспортировки наносов, перехватываемых ими, прорези 4 выполнены с продольным уклоном i 0,01-0,03. Движение воды в вальцах 11

совпадает по направлению с движением воды в вальце 12 за полузапрудой. В результате водообмена между вальцами 11 и основным потоком, часть взвешенных наносов из основного потока, проходящего через полузапруду, перехватывается вальцами-11 в прорезях и транспортируется ими в валец 12, который перемещает их непосредственно к защищаемому берегу 2. Скорости движения воды в вальцах 11 в прорезях 4 складываются со скоростью движения в вальце 12 за полузапрудой, в результате чего интенсивность движения воды в вальце за сооружением существенно повыщается.

Благодаря наличию вальцов 11 в прорезях 4 поток, проходящий непосредственно у сооружения, отклоняется от дна за полузапрудой, усиливая при этом интенсивность движения воды в вальце 12 за полузапрудой. Получаемый трамплинирующий эффект позволяет избежать опасных для основания

сооружения форм сопряжения бьефов за полузапрудой (особенно в период подъема или спада паводка), создавая поверхностные режимы сопряжения. Кроме того, струи 13, непосредственно проходящие над полуза5 прудой, благодаря трамплинирующему эффекту вальцов 11 отклоняются от дна за сооружением, что приводит к их соударению с поверхностными струями 14. При этом повышается эффект гашения энергии потока, что приводит к дополнительному уменьще0 нию скоростей течения поверхностных струй за -полузапрудой, обладающих повыщенной размывающей способностью, чем достигается уменьщение размыва бере-га 2. Поток, передвигаясь через сооружение, стремится пройти нормально по отношению к оси сооружения, отклоняясь,тем самым от защищаемого берега 2. Этот эффект дополнительно усиливается наличием вальцов в прорезях 4, которые заставляют поток к еще большей степени отклониться от берега 2. В результате этого создается больший поперечный градиент в направлении от зоны соударения потоков 15 к защищаемому берегу 2, благодаря чему образующееся компенсирующее вторичное донное течение 16, включающее валец 12, в сторону берега 2

5 обладает большей скоростью движения, а следовательно, и повышенной транспортирующей способностью, которое захватывает донные наносы, огибающие полузапруду и проходящие над ней, и транспортирует их к защищаемому берегу 2.

Формула изобретения

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

/////////////// / / /У// ////////////////////

1 I V

11 /J i

Фиг.