ВОДОВЫПУСК-ВОДОСПУСК ИЗ КАНАЛА В ЭЛЕМЕНТЫ ГИДРОГРАФИЧЕСКОЙ СЕТИ
WATER OUTLET FROM THE CHANNEL IN THE ELEMENTS OF THE HYDROGRAPHIC NETWORK

Изобретение относится к гидромелиоративному и природоохранному строительству и может быть использовано для регулирования обводнения природных водотоков (балок и малых рек) и опорожнения каналов со сбросом воды в естественные элементы вершинной (верхней) гидрографической сети (ложбины, лощины, овраги, балки), выполняя функции водовыпуска-водоспуска.
Известен водовыпуск из канала (RU 2576982, 10.03.2016), включающий подводящий, транзитный и отводящий каналы, регулирующий затвор, водоприемную галерею, имеющую в верхней части водоприемное отверстие, перекрытое решеткой.
Недостатком данного водовыпуска является невозможность его использования для переброски части водных ресурсов из каналов гидромелиоративных систем в гидрографическую сеть, необходимость устройства гасителя энергии или бетонных покрытий с целью исключения образования различных деформаций грунта при проходе водного потока.
Известен донный водовыпуск (SU 1002450, 07.03.1983), включающий водоприемный лоток, выполненный в дне канала, решетку и отводящий водовод в виде трубопровода.
Недостатком технического решения является то, что при переброске части водных ресурсов по средствам выполненного канала необходимо устройство водобойного колодца или защитной бетонной облицовки с целью предотвращения от размывов и деформаций.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является трубчатый водовыпуск (SU 102376, 10.06.1955), предназначенный для пропуска части воды из канала и состоящий из отводной в нижний бьеф трубы, заложенной под дамбой канала, конец которой соединен с патрубком, устанавливаемым на той или иной глубине.
Недостатком устройства является наличие сосредоточенного сброса воды из трубы (в том числе в малый водоток), что в последующем приводит к образованию воронки размыва и развитию овражной эрозии в водотоке.
Цель изобретения - создание устройства с регулируемым выпуском и спуском воды из каналов гидромелиоративных систем для последующей подачи ее в гидрографическую сеть на обводнение естественных водных объектов.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - гашение избыточной энергии сосредоточенного водного потока, исходящего из трубы водовыпуска-водоспуска, подаваемого в верхние элементы гидрографической сети (лощины, ложбины, овраги, балки) для обводнения маловодных природных водных объектов.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, - расширение функциональных возможностей каналов гидромелиоративных систем путем регулируемой переброски части водных ресурсов в обводняемые водные объекты посредством устройства эрозионно безопасных водовыпусков-водоспусков.
Технический результат достигается за счет того, что по трассе оросительно-обводнительного канала и на участках его пересечения с малыми водотоками в пределах дна канала устраивают водовыпуск-водоспуск, включающий водоприемную часть (входной оголовок), отводящий водовод, выполненный в виде трубопровода с регулирующим расход элементом выходной части (выходного оголовка) трубопровода, оборудованного перфорированной диафрагмой круглой или полукруглой формы. Регулирование расхода воды, сбрасываемого из канала на обводнение водных объектов, осуществляется за счет задвижки и варьированием диаметра трубы водовыпуска-водоспуска, а эрозионно безопасный отвод воды из устройства обеспечивается рассредоточением водного потока на отдельные струи посредством нисходящего оттока части истекающей из трубы воды через отверстия перфорированной диафрагмы.
Изобретение поясняется следующими чертежами: фиг. 1 - Разрез по продольной оси водовыпуска-водоспуска с диафрагмой круглой формы; фиг. 2 - План канала с водоспуском-водовыпуском с диафрагмой круглой формы; фиг. 3 - Разрез по продольной оси водовыпуска-водоспуска с диафрагмой полукруглой формы; фиг. 4 - План канала с водоспуском-водовыпуском с диафрагмой полукруглой формы.
Цифрами на чертежах обозначено: 1 - оросительно-обводнительный канал; 2 - водоприемник гидрографической сети; 3 - водозаборный оголовок; 4 - водотранспортирующий трубопровод; 5 - запорно-регулирующее устройство; 6 - выходной оголовок в виде гидранта; 7 - перфорированная диафрагма; 8 - поддиафрагмовый водоприемник.
Водовыпуск-водоспуск из канала в элементы гидрографической сети (фиг. 1-4) выполняется следующим образом.
По трассе оросительно-обводнительного канала 1 или на участках его пересечения с малыми водотоками (балками, ложбинами, лощинами, оврагами) устраивают водовыпуск-водоспуск, обеспечивающий регулируемый забор воды из канала и эрозионно безопасную подачу ее в обводняемые природные объекты гидрографической сети. Сооружение обеспечивает функции водовыпуска, водоспуска и вершинного (ложбинного, лощинного, овражного и балочного) гидротехнического сооружения. Водовыпуск-водоспуск из канала 1 в водоприемник гидрографической сети 2 включает: водозаборный (входной) оголовок 3, обеспечивающий забор воды для регулируемого обводнения (или при опорожнении канала); водотранспортирующий трубопровод 4 с устроенным на нем запорно-регулирующим устройством 5; выходной оголовок в виде гидранта 6, обеспечивающий свободный выход (излив) восходящего водного потока над поверхностью земли с закрепленной на нем перфорированной диафрагмой 7 круглой или полукруглой формы; поддиафрагмовый водоприемник 8, предназначенный для приема нисходящих из отверстий диафрагмы отдельных (рассредоточенных) струй воды и эрозионно безопасного отвода ее в природный водный объект 2.
Устройство работает следующим образом.
При открытии запорно-регулирующего устройства 5 на водотранспортирующем трубопроводе 4 осуществляется поступление воды из канала 1 в водовыпуск-водоспуск. Водный поток поступает в гидрант 6, через отверстие которого свободно растекается по поверхности перфорированной диафрагмы 7, при этом часть расхода воды стекает в поддиафрагмовое пространство в виде отдельных ниспадающих струй. При рассредоточенном поступлении воды в водоприемник 8 обеспечивается гашение избыточной водной энергии водного потока и безопасный в эрозионном отношении сток его в обводняемый водный объект 2.
Разработанное устройство обеспечивает:
- регулируемую подачу воды из канала в элементы верхней («овражно-балочной» и (или) «ложбинно-лощинной») гидрографической сети, чем обеспечивается искусственное обводнение естественных водотоков (балок и малых рек) для последующего целевого или комплексного использования их водно-ресурсного потенциала и оздоровления экологического состояния обводняемых водных объектов (территорий);
- регулируемое опорожнение каналов (плановое или аварийное) с одновременным обводнением природных (естественных) водных объектов;
- безопасную для естественных элементов гидрографической сети подачу (отвод) воды, исключающую (существенно снижающую) интенсивность овражно-балочной («линейной») эрозии в водоприемниках (ложбинах, лощинах, оврагах, балках).
Устройство в целом обеспечивает решение трех функций (регулируемый выпуск, спуск воды из каналов и подачу ее в гидрографическую сеть) обводнения естественных объектов.
Применение изобретения позволит не только расширить функциональные возможности крупных каналов гидромелиоративных систем, но и обеспечить обводнение маловодных водотоков гидрографической сети, исключая ряд негативных явлений, образование которых возможно при поверхностной переброске водных ресурсов.