Лекция 8 СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ
План лекции:
1. Сооружения для улучшения условий судоходства: дноуглубление, обходные каналы, шлюзование рек.
2. Рыбопропускные сооружения: назначение, принципы работы, основные конструкции.
3 Лесопропускные сооружения: назначение, конструкции
8.1 Сооружения для улучшения условий судоходства: дноуглубление, обходные каналы, шлюзование рек
Водные пути подразделяются на морские (моря и океаны) и внутренние, которые в свою очередь подразделяются на естественные (реки и озера в естественном состоянии) и искусственные (каналы, шлюзованные реки, водохранилища).
Многие реки в естественном состоянии не полностью удовлетворяют требованиям судоходства и нуждаются в проведении специальных инженерно-технических мероприятиях для их улучшения. Эти мероприятия в основном сводятся к устройству обходных каналов и увеличению глубин (дноуглубительные работы, регулирование русла, стока и шлюзование рек).
Обходные каналы устраивают для обхода препятствий, встречающихся на основном водном пути. Такими препятствиями могут быть порожистые участки рек, плотины и озера, если речные суда непригодны для озерного плавания.
Судоходные каналы проектируются трапецеидального и полигонального сечений. Они питаются проточной водой из рек и озер. Габариты их определяются размерами судов, а также допусками, которые зависят от категории водных путей.
При предварительных расчетах минимальная
судоходная глубина
,
где
-
наибольшая осадка судна по ходу.
Другой важный параметр водного пути –
ширина судового хода
(рис. 8.1) – ширина канала на прямолинейном
участке на уровне расчетной осадки
судна
.
На рисунке 8.1 б изображены минимальные
границы судового хода на повороте
канала. Радиус поворота должен быть
,
где
-
длина расчетного судна или жестко
счаленного состава судов (барж); для
прохода буксируемых гибко счаленных
судов
,
где
-
длина наибольшего несамоходного судна.
Размер уширения судового хода на повороте
,
остальные габариты показаны на рисунке.
а – поперечное сечение с размещением корпусов двух судов;
б - уширение криволинейного участка канала в плане.
Рисунок 8.1 – Основные элементы судоходного канала
Под судоходным ходом понимается непрерывная полоса в реке или в канале, на которой глубина и ширина находятся в пределах гарантированных.
При дноуглубительных работах и проектировании водных путей выделяют наивысший и наинизший судоходные уровни, определяющиеся расходами воды. При недостаточных глубинах (обычно на речных перекатах) проводят дноуглубительные работы, которые целесообразно сопровождать регуляционными. В некоторых случаях заданная глубина судоходного хода обеспечивается попусками воды из водохранилищ или подпором уровней в реке с помощью гидроузлов (шлюзование рек).
Шлюзование рек – одно из основных методов улучшения судоходных условий. При этом увеличение глубин достигается устройством ряда плотин, разбивающих реку на отдельные бьефы, сопрягающиеся между собой судоходными шлюзами.
Для получения необходимых судоходных глубин, по всей длине шлюзуемой реки, вышестоящая плотина должна обеспечивать в том створе, где глубина в конце кривой подпора, создаваемой нижестоящей плотиной, равна требуемой судоходной. В результате водный поток приобретает ступенчатый вид, а пропуск судов через плотины осуществляется с помощью судоходных камерных шлюзов, конструкция которой приведена на рисунке 8.2, 8.3.
Судоходный шлюз состоит из средней части камеры (1), которая в концевых частях ограничивается головами (2,3). В головах шлюзов размещаются шлюзовые ворота (5), которые отделяют камеры от верхнего и нижнего бьефа и поддерживают в закрытом состоянии разность уровней между верхним и нижним бьефом и камерой. В головах шлюзов располагаются также устройства для наполнения камеры водой и её опорожнения.
а – продольный разрез; б – план; 1 – шлюзовая камера; 2 и 3 – верхняя и нижняя головы шлюза; 4 – подходные каналы; 5 – ворота; 6 – пазы для ремонтных затворов; 7 - водопроводные галереи; 8 – причальные стенки; 9 – направляющие палы; 10 – возможное расположение моста; 11 – шлюзующееся судно; 12 – галерея; 13 – стенка падения; 14 – затвор водопроводной галереи.
Рисунок 8.2 – Схема однокамерного шлюза
Рисунок 8.3 – Один из шлюзов Волго-Донского
судоходного канала
Пропуск плавающего подвижного состава через судоходный шлюз называется шлюзование.