ВОДОПРИЕМНЫЙ ОГОЛОВОК ШАХТНОГО ВОДОСБРОСА

Заявленная полезная модель относится к МКИ Е02В 8/02, а именно к устройствам для задержания наносов и может быть использовано в гидроузлах.
Известен размещенный в акватории водохранилища гидроузла шахтный водосброс [Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений. М.: Энергоатомиздат, 1986. с.27, рис.1.21], включающий водосливную воронку с полным в плане кольцевым водосливом, переходной участок с коленом в нижней части и примыкающий к нему отводящий водовод.
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности регулировать расход и мутность потока на сливной кромке шахты и осаждать взвешенные частицы из потока.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является размещенный в акватории водохранилища гидроузла шахтный водосброс [Патент РФ №2341615, Е02В 8/06, 2006.01], включающий водоприемный оголовок, выполненный в форме правильного многоугольника, имеющего число сторон, кратное четырем, ствол шахты с квадратным сечением в нижней части, отводящий водовод с вертикальными боковыми стенками.
Однако это устройство недостаточно эффективно при осаждении взвешенных частиц из потока по причине нерегулируемого водослива.
Технический результат, на достижение которого направлено заявленная полезная модель, состоит в обеспечении регулирования расхода за счет изменения периметра сливной кромки шахты и регулирования мутности при изменяющемся уровне на сливной кромке водослива для снижения количества мельчайших взвешенных частиц в сбрасываемой воде, имеющих большую поверхность, сорбирующую радионуклиды, тяжелые металлы и другие, токсические вещества.
Параметры конструкции водоприемного оголовка шахтного водосброса определены по методу неопределенных множителей Лагранжа, в соответствии с гидрографом года весеннего паводка с данной обеспеченностью. В ходе расчетов получен ряд оптимальных значений высот водосливной призмы для каждого дня весеннего половодья с внутрисуточным ходом стока, выделены максимальные значения, с целью обеспечения максимальной безопасности гидротехнических сооружений, и минимальные значения, с целью увеличения толщины водосливной призмы для регулирования мутности воды на выходе. Для регулирования оптимальных высот водосливной призмы водоприемный оголовок оборудован дополнительными съемными щитами в виде воронки. Щиты предназначены для регулирования толщины слоя воды над кромкой водослива в период интенсивного снеготаяния и выпадения атмосферных осадков, когда увеличивается количество взвешенных частиц в потоке.
На фиг.1 показан вертикальный разрез шахтного водосброса по продольной оси отводящего водовода, на фиг.2 - его вид сверху. На гребне водоприемного оголовка шахтного водосброса 1, выполненного в форме правильного многоугольника, имеющего число сторон, кратное четырем по периметру устанавливаются дополнительные съемные щиты 3. Щиты крепятся в виде воронки в пазах металлического каркаса 2 из П-образного профиля.
Использование устройства позволяет задерживать наносы, например, загрязненные радионуклидами, сравнительно простым способом без дополнительных затрат энергии.
Источник информации:
1. Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений. М.: Энергоатомиздат, 1986. с.27, рис.1.21
2. Патент РФ №2341615, Е02В 8/06, 2006.01