ВОДОПОДПОРНАЯ ПЛОТИНА
WATER RETAINING DAM

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве водоподпорных и регулируемых сооружений.
Известно гибкое сопрягающее сооружение [1], содержащее входную, водосбросную и выходную части. Представляет собой цельную гибкую конструкцию, состоящую из водослива сборной конструкции с гребнем из металлического швеллера, к которому с верхнего бьефа примыкает армобетонный понур, а с низовой - армобетонный водобой.
Недостатками данного технического решения являются:
- данное техническое решение неэффективно использовать в качестве подпорного сооружения.
Наиболее близким техническим решением является водопроводная плотина [2], включающая опорную конструкцию в виде изношенных шин, мягкого водонепроницаемого материала, бетонный флютбет, анкерные устройства. В плоскости крепления к флютбету установлен жесткий элемент, а в верхней части - жесткие силовые пояса. Водонепроницаемое полотнище крепится к торцовой поверхности шин с помощью гибких накладок и металлических скоб. Недостатками данного технического решения являются:
- малая маневренность в работе;
- высокая стоимость в эксплуатации;
- сложность в изготовлении и ненадежность в эксплуатации.
Цель изобретения - повышение эффективности надежности работы.
Поставленная цель достигается тем, что на участке реки или канала устраивается ступенчатый перепад, имеющий подводящий участок и отводящий участок (фиг.1, 2). На входном участке ступенчатого перепада встроено подпорное сооружение, состоящее из соосных внутреннего полуцилиндра и наружного полуцилиндра. Внутренний вращающийся полуцилиндр разбит на сектора, а наружный полуцилиндр находится в статическом положении и встроен в тело флютбета плоской гранью, ориентированной вверх. Внутренний полуцилиндр герметичен и заполняется водой с верхнего бьефа. При последовательном опорожнении секторов внутреннего полуцилиндра и заполнения водой ниши наружного полуцилиндра внутренний полуцилиндр, вращаясь вокруг оси, поднимается и приводится в рабочее положение и жестко фиксируется. Опорожнением ниши внутреннего полуцилиндра и заполнением водой наружного полуцилиндра под действием собственного веса подпорное сооружение, вращаясь вокруг оси, опускается и приводится в  первоначальное положение (фиг.3). В таком положении осуществляется пропуск паводкового расхода на горных реках. Опорожнение полуцилиндров осуществляется самотечным спуском воды в нижний бьеф, что обеспечивается высотным расположением. Таким образом, водоподпорная плотина полностью гидравлически автоматизирована и это делает конструкцию маневренной. У ступенчатого перепада для гашения энергии падающего потока воды имеются водобойные колодцы, боковые устои и сопрягающие верховые и низовые устои. Длина укрепленной части русла реки или флютбета определяется из фильтрационных расчетов. Глубина водобойного колодца определяется из условия гашения энергии водного потока при пропуске паводкового расхода.
На фиг.1 изображена водоподпорная плотина в рабочем подпорном положении, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - водоподпорная плотина в момент сброса, поперечный разрез.
Водоподпорная плотина состоит из ступенчатого перепада 1 подводящего участка 2 и отводящего участка 3. На входном участке 4 ступенчатого перепада 1 встроено подпорное сооружение 5, состоящее из внутреннего полуцилиндра 6 и наружного полуцилиндра 7, вращающихся вокруг оси 8. Внутренний полуцилиндр разбит на сектора 9 перемычками 10. У ступенчатого перепада 1 имеются водобойные колодцы 11, боковые устои 12 и сопрягающие верховые 13 и низовые устои 14.
Водоподпорная плотина сооружается и работает следующим образом. На участке реки или канала устраивается ступенчатый перепад 1, имеющий подводящий участок 2 и отводящий участок 3 (фиг.1, 2). На входном участке 4 ступенчатого перепада 1 встроено подпорное сооружение 5, состоящее из соосных внутреннего полуцилиндра 6 и наружного полуцилиндра 7. Внутренний вращающийся полуцилиндр 6 и наружный полуцилиндр 7 соосны и имеют ось вращения 8. Внутренний вращающийся полуцилиндр 6 разбит на сектора 9 перемычками 10, а наружный полуцилиндр 7 находится в статическом положении и встроен в тело флютбета плоской гранью, ориентированной вверх. Внутренний полуцилиндр 6 герметичен и заполняется водой с верхнего бьефа. При последовательном опорожнении секторов 9 внутреннего полуцилиндра 6 и заполнения водой ниши наружного полуцилиндра 7 внутренний полуцилиндр 6, вращаясь вокруг оси 8, поднимается и приводится в рабочее положение и жестко фиксируется. Опорожнением ниши внутреннего полуцилиндра 6 и заполнением водой наружного полуцилиндра 7 подпорное сооружение 5 приводится в первоначальное положение (фиг.3). Опорожнение полуцилиндров осуществляется спуском воды в нижний бьеф. У ступенчатого перепада 1 для гашения энергии падающего потока воды имеются водобойные колодцы 11, боковые устои 12 и сопрягающие верховые 13 и низовые устои 14.
Ступенчатая конструкция водоподпорной плотины позволяет автоматизировать наполнение и опорожнение полуцилиндров без энергетических затрат, обладая при этом хорошей маневренностью.
Такое конструктивное решение эффективно использовать на чистых горных реках в зонах рекреации для организации массового отдыха.
Источники информации
1. Патент РФ №2256025, МПК E02B 8/06. Гибкое сопрягающее сооружение / Хаширова Т.Ю. Заявл. 22.03.2004. Опубл. 10.07.2005 (Аналог).
2. Патент РФ №2026458, МПК E02B 7/02. Водоподпорная плотина / Жук В.В., Шведовский П.В. Пчелин В.Н. Заявл. 15.04.1991. Опубл 09.01.1995 (Прототип).