Водоподпорная плотина
WATER RETAINING DAM

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве водоподпорных и регулируемых сооружений.
Известно гибкое сопрягающее сооружение (патент РФ №2256025, МПК Е02В 8/06, 2004 г.), состоящее из входной, водосбросной и выходной, являющейся водобойной, части. Оно представляет собой цельную гибкую конструкцию, состоящую из водослива сборной конструкции с гребнем из металлического швеллера, к которому с верховой стороны примыкает гибкий армобетонный понур, состоящий из плетеной сетки, покрытой высокопрочным бетоном, а с низовой - армобетонный водобой, состоящий из одного или двух слоев плетеных сеток, покрытых высокопрочным бетоном. Гибкий армобетонный понур к водосливу закреплен выше гибкого армобетонного водобоя. Сооружение может иметь заделку по краям в устои. Армобетонный понур или водобой могут быть покрыты износостойким материалом из природного камня или бетонных плит. Армобетонный понур может быть уложен с заглублением в направлении от тела водослива. Армобетонный водобой может быть уложен с обратным уклоном в направлении от тела водослива.
Недостатком известного устройства является сложность использования в качестве подпорного сооружения.
Наиболее близким техническим решением является водоподпорная плотина (патент РФ №2541633, МПК Е02В 7/02, 2013 г.), состоящая из ступенчатого перепада, подводящего и отводящего участков. У ступенчатого перепада имеются водобойные колодцы, боковые устои, сопрягающие верховые и низовые устои. На входном участке ступенчатого перепада встроено подпорное сооружение. Подпорное сооружение состоит из совмещенных соосных полых полуцилиндров с общей осью вращения. Внутренний вращающийся полуцилиндр разбит на сектора перемычками. Наружный полуцилиндр находится в статическом положении и встроен в тело флют-бета плоской гранью, ориентированной вверх. Внутренний полуцилиндр герметичен и заполняется водой с верхнего бьефа. Опорожнение полуцилиндров осуществляется самотечным спуском воды в нижний бьеф.
Недостатком известного устройства является сложность в изготовлении и эксплуатации.
Техническим результатом является повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик сооружения.
Технический результат достигается тем, что водоподпорная плотина, включающая подводящий и отводящий участок, подпорное сооружение, водобойный колодец со стенкой и боковые устои, согласно изобретению имеет рисберму, по центру которой в шахматном порядке установлены рассеиватели, а подпорное сооружение состоит из водослива с боковыми стенками, которые расположены под углом 55÷75° к оси движения потока и в местах примыкания к боковым устоям укреплены дополнительными береговыми устоями, при этом стенка водобойного колодца выполнена в виде ломаной линии, повторяющей траекторию водосливного фронта подпорного сооружения.
Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что форма боковых стенок водослива и их расположение под углом 55÷75° к оси движения потока препятствуют попаданию наносов в водозаборное сооружение, но обеспечивают пропуск наносов через водослив. Кроме того, расположение боковых стенок водослива под углом к оси движения потока увеличивает производительность водослива вследствие увеличения водосливного фронта.
Новизна заключается также в том, что для промывки водобойного колодца от наносов стенка водобойного колодца выполнена в виде ломаной линии, повторяющей траекторию водосливного фронта подпорного сооружения, которая позволяет направлять основной поток к центру, что обеспечивает при максимальных расходах промывку водобойного колодца от наносов.
Новизна заключается также в том, что водоподпорная плотина имеет рисберму, по центру которой в шахматном порядке установлены рассеиватели, обеспечивающие дополнительное гашение энергии водного потока и сокращение длины рисбермы.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен план водоподпорной плотины, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Водоподпорная плотина состоит из подводящего участка 1, понура 2, подпорного сооружения 3, за которым последовательно установлены водобойный колодец 4 со стенкой 5, рисберма 6, концевое устройство рисбермы 7 и отводящий участок 8. Подпорное сооружение 3 состоит из водослива 9 с боковыми стенками 10, расположенными под углом 55÷75° к оси движения потока. По центру рисбермы 6 в шахматном порядке установлены рассеиватели 11. Боковые стенки водослива 10 соединены с боковыми устоями 12 дополнительными береговыми устоями 13, перед береговым устоем 13 установлено водозаборное сооружение 14, содержащее рыбозащитное устройство 15.
Водоподпорная плотина, которая устанавливается на участках рек или каналов, работает следующим образом. Водный поток поступает по подводящему участку 1 через понур 2 на подпорное сооружение 3, состоящее из водослива 9 с боковыми стенками 10. При этом форма боковых стенок водослива 10 и их расположение под углом 55÷75° к оси движения потока (фиг. 3) препятствуют попаданию наносов в водозаборное сооружение 14, но обеспечивают пропуск наносов через водослив 9. Если боковые стенки водослива 10 будут расположены под углом больше 75°, то наносы не будут проходить через подпорное сооружение, будут скапливаться, что будет затруднять работу водозаборного сооружения, а при угле, меньшем 55°, водный поток будет направлен на боковые устои и не будет гаситься энергия. Далее поток поступает в водобойный колодец 4, содержащий стенку водобойного колодца 5, где происходит основное гашение энергии водного потока, при этом при малых расходах наносы могут задерживаться стенкой водобойного колодца. Для их промывки стенка водобойного колодца выполнена в виде ломаной линии, повторяющей траекторию водосливного фронта подпорного сооружения 3 и позволяющей направлять основной поток к центру, что обеспечивает при максимальных расходах промывку водобойного колодца 4 от наносов. Вслед за водобойным колодцем для укрепления русла устанавливается рисберма 6, содержащая концевое устройство рисбермы 7. По центру рисбермы в шахматном порядке установлены рассеиватели 11, обеспечивающие дополнительное гашение энергии водного потока, образующегося в результате сосредоточения потока по центру из-за ломаной формы стенки водобойного колодца 5. Кроме того, рассеиватели 11 обеспечивают сокращение длины рисбермы 6. Боковые устои 12 выполнены из бетона. Боковые стенки водослива 10 в местах примыкания к боковым устоям 12 укреплены береговыми устоями 13. Перед береговым устоем 13 устанавливается водозаборное сооружение 14, на входной части которого предусмотрено рыбозащитное устройство 15. После сооружения поток поступает в отводящий участок 8.