RU2170300C2 - Water intake on mudflow rivers - Google Patents

Abstract

FIELD: hydraulic engineering; devices for water intake from mudflow rivers. SUBSTANCE: water intake has backup spillway wall with steep gutter; water intake opening is made in section line of gutter. River flow curtain is provided in section line of steep part of dam rapids and its lower part is beveled relative to horizontal plane; water intake is provided with flushing port and flat flap gate overlapping the latter; it is joined to float by means of flexible rod and is installed in lower part of river flow curtain. Cycloid jigs are provided on surface of steep rapids. Water intake opening is made in the form of diffuser provided with curvilinear screw-shaped ducts on its internal surface; mentioned ducts are longitudinally arranged starting from largest to smaller section and are joined to annular duct arranged near smaller section. EFFECT: improved reliability under all climatic conditions due to division of multiphase medium and flow branching. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области гидротехники и касается устройств для забора воды из селеносных рек. The invention relates to the field of hydraulic engineering and relates to devices for water intake from selenium rivers.

Известен автоматический селедук-водозабор (см. а.с. N 338605, МКИ E 03 B 1/00, Бюл. N 16, 1972), включающий водоприемник и затвор с противовесами, водоприемник выполнен в виде прямоугольника постоянной ширины и уклона лотка, в стенках которого образованы проемы, а затвор выполнен в виде подвижных створок, снабженных водоприемными лотками криволинейной формы, установленных с возможностью поворота вокруг вертикальной оси. Known automatic herring-water intake (see A.S. N 338605, MKI E 03 B 1/00, Bull. N 16, 1972), including a water intake and a shutter with counterweights, the water intake is made in the form of a rectangle of constant width and slope of the tray, in the walls of which openings are formed, and the shutter is made in the form of movable flaps equipped with water-receiving trays of curvilinear shape, mounted with the possibility of rotation around a vertical axis.

Недостатком данного водозабора является заиливание водоприемной галереи после прохождения селевого потока и необходимости дополнительных затрат на очистку и неполная автоматизация работы. The disadvantage of this water intake is the siltation of the water intake gallery after passing through the mudflow and the need for additional costs for cleaning and incomplete automation of work.

Известно водозаборное сооружение на селеносных реках (см. а.с. N 549552, МКИ E 03 B 1/00, Бюл. N 9, 1977), содержащее водосливную подпорную стенку с крутым водоскатом, в створе которой выполнено водоприемное отверстие, речной затвор, выполненный со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью и размещенный в створе крутой части водоската плотины, при этом сооружение выполнено с промывным отверстием и перекрывающим его плоским клапанным затвором, связанным гибкой тягой с поплавком и размещенным в нижней части речного затвора. A water intake structure on seleniferous rivers is known (see AS No. 549552, MKI E 03 B 1/00, Bull. No. 9, 1977), containing a spillway retaining wall with a steep drainage, in the section of which there is a water inlet, a river gate, made with a lower part skewed relative to the horizontal plane and placed in the alignment of the steep part of the dam watershed, the structure being made with a washing hole and a flat valve shutter that overlaps it, connected by a flexible rod with a float and placed in the lower part of the river shutter.

Недостатком данного водозаборного сооружения является забор неосветленной им воды после прохода селевого потока в переходные периоды. The disadvantage of this water intake structure is the intake of unclarified water after the passage of the mudflow in transition periods.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение надежности работы и обеспечение забора наиболее осветленной воды из реки. The technical problem to which this invention is directed is to increase the reliability and ensure the intake of the most clarified water from the river.

Технический результат достигается тем, что водозаборное сооружение на селеносных реках, содержащее водосливную подпорную стенку с крутым водоскатом, в створе которой выполнено водоприемное отверстие, речной затвор, выполненный со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью и размещенный в створе крутой части водоската плотины, при этом сооружение выполнено с промывным отверстием и перекрывающим его плоским клапанным затвором, связанным гибкой тягой с поплавком и размещенным в нижней части речного затвора, имеет на поверхности крутого водоската размещенные циклоидальные кондукторы в виде гибких спиралевидных направляющих, а водоприемное отверстие выполнено в виде диффузора, на внутренней поверхности которого образованы криволинейные винтообразные канавки, продольно размещенные от его большего к его меньшему сечению и соединенные с кольцевой канавкой, выполненной у меньшего основания. The technical result is achieved by the fact that the intake structure on seleniferous rivers, containing a spillway retaining wall with a steep pond, in the alignment of which a water inlet is made, a river shutter made with a lower part slanted relative to the horizontal plane and placed in the section of the steep part of the dam drainage structure, made with a washing hole and a flat valve blocking it, connected by a flexible rod with a float and located in the lower part of the river shutter, has the surface of the steep gully is placed by cycloidal conductors in the form of flexible spiral guides, and the water inlet is made in the form of a diffuser, on the inner surface of which curvilinear helical grooves are formed, longitudinally spaced from its larger to its smaller cross section and connected to an annular groove made at the smaller base.

На фиг. 1 изображено предлагаемое водозаборное сооружение на селеносных реках, продольный разрез, на фиг. 2 - вид со стороны нижнего бьефа, а на фиг. 3 - развертка внутренней поверхности водоприемного отверстия в виде диффузора с криволинейными винтообразными канавками и кольцевой канавкой. In FIG. 1 shows the proposed intake structure on seleniferous rivers, a longitudinal section, in FIG. 2 is a view from the downstream side, and in FIG. 3 - scan of the inner surface of the water inlet in the form of a diffuser with curved helical grooves and an annular groove.

Водозаборное сооружение включает водосливную подпорную стенку с крутым водоскатом 1, водоприемное отверстие 2, расположенное в устое плотины в створе крутого водоската, речной затвор-автомат 3, выполненный со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью и размещенный в створе крутой части водоската плотины, промывное отверстие 4, расположенное в нижней части речного затвора 3 и перекрываемое его плоским клапанным затвором 5. Речной затвор 3 при помощи грузовых тяг 6 навешен на ось 7. Плоский клапанный затвор 5 промывного отверстия 4 соединен с поплавком 8 гибкой тягой 9. На поверхности крутого водоската 1 размещены циклоидальные кондукторы 10 в виде гибких спиралевидных направляющих. Водоприемное отверстие 2 выполнено в виде диффузора 11, на внутренней поверхности которого образованы криволинейные винтообразные канавки 12, продольно размещенные от его большего к его меньшему сечению и соединенные с кольцевой канавкой 13, выполненной у меньшего сечения. Кольцевая канавка 13 сообщается с нижним бьефом при помощи патрубка 14, на конце которого установлен клапан 15. The water intake structure includes a spillway retaining wall with a steep slope 1, a water inlet 2 located in the mouth of the dam in the steep slope, a river shutter 3 made with a lower part slanted relative to the horizontal plane and located in the steep slope of the dam slope, a wash hole 4 located at the bottom of the river shutter 3 and blocked by a flat valve 5. The river shutter 3 with the help of cargo rods 6 is hung on the axis 7. The flat valve 5 of the washing ERSTU 4 is connected with the float 8 a flexible rod 9. On the surface 1 has a steep rapids cycloid conductors 10 in a flexible spiral guides. The water intake hole 2 is made in the form of a diffuser 11, on the inner surface of which curved helical grooves 12 are formed, longitudinally spaced from its larger to its smaller cross section and connected to the annular groove 13 made at a smaller cross section. The annular groove 13 communicates with the downstream by means of a pipe 14, at the end of which a valve 15 is installed.

Водозаборное сооружение работает следующим образом. Water intake works as follows.

При прохождении по реке селя или поднятии уровня воды выше расчетного над гребнем водосливной подпорной плотины 1 на речной затвор 3 действует дополнительная нагрузка, под влиянием которой речной затвор 3 открывается поворотом относительно оси 7 в сторону нижнего бьефа, пропуская селевой поток. После прохода селя, при наличии расходов воды с малой насыщенностью наносами, речной затвор 3 закрывается (автоматически или принудительно), и уровень воды перед ним будет подниматься до расчетного, обеспечивающего забор воды через водоприемное отверстие 2. Речная вода через водоприемное отверстие 2 попадает в диффузор 11, на внутренней поверхности которого образованы криволинейные винтообразные канавки 12, в которых она закручивается, приобретая винтовое движение. При этом твердые частицы, не успевшие пройти через речной затвор 3 в переходные периоды, отбрасываются к периферии, закручиваются в криволинейных винтообразных канавках 12, укрупняются, сталкиваясь истираются, коагулируются и опускаются в кольцевую канавку 13. По мере накопления в кольцевой канавке 13 твердые частицы по патрубку 14 при открытом клапане 15 сбрасываются в виде загрязнений в нижний бьеф. Размещенные на поверхности крутого водоската 1 циклоидальные кондукторы 10, выполненные в виде гибких спиралевидных направляющих, обеспечивают образование начальной закрутки падающего по нему потока воды, ориентируя движение твердых частиц наносов в таком режиме, обеспечивая их центробежно-вибрационными силами и за счет гибких свойств материала. When the mudflow passes along the river or the water level rises above the calculated one over the crest of the overflow dam 1, the additional water load acts on the river shutter 3, under the influence of which the river shutter 3 opens by turning about the axis 7 towards the downstream, passing the mudflow. After the mudflow has passed, in the presence of water flow with low sediment saturation, the river shutter 3 closes (automatically or forcefully), and the water level in front of it will rise to the calculated level, providing water intake through the water inlet 2. River water through the water inlet 2 enters the diffuser 11, on the inner surface of which curved helical grooves 12 are formed in which it twists, acquiring a helical movement. In this case, solid particles that do not have time to pass through the river shutter 3 during transition periods are discarded to the periphery, twisted in curved helical grooves 12, coarsen, collide, collapse, coagulate and fall into the annular groove 13. As the particles accumulate in the annular groove 13, solid particles the pipe 14 with the open valve 15 are discharged in the form of impurities in the downstream. Cycloidal conductors 10 located on the surface of a steep slope 1, made in the form of flexible spiral guides, provide the formation of the initial swirl of the falling water flow, orienting the movement of solid particles of sediment in this mode, providing them with centrifugal-vibrational forces and due to the flexible properties of the material.

При повышении расчетного уровня воды открывается плоский клапанный затвор 5 промывного отверстия 4 при помощи поплавка 8 и гибкой тяги 9. При этом осуществляется сброс излишних расходов воды и транспортируемых (за счет скошенной нижней части речного затвора 3) к промывному отверстию 4 наносов. При дальнейшем повышении уровня воды вновь открывается речной затвор 3. When the calculated water level rises, a flat valve 5 of the washing hole 4 opens with a float 8 and flexible traction 9. At the same time, excessive water and transported (due to the beveled lower part of the river shutter 3) discharge to the sediment wash hole 4. With a further increase in water level, the river gate 3 opens again.

Водозаборное сооружение предложенной конструкции создает аккумулирующий объем в верхнем бьефе плотины для осаждения наносов в первые периоды переформирования русла, достигая возможность устройства крутого водостока в нижнем бьефе, обеспечивающего полный смыв наносов на участке расположения затвора-автомата, за счет чего увеличивается надежность работы в сочетании с интенсивной закруткой потока воды в центробежно-вибрационном поле, эффективно обеспечивающем разделение многофазной среды при изменяющихся гидродинамических характеристиках речного потока при переменных ледошуговых и погодно-климатических условиях. The water intake structure of the proposed design creates an accumulating volume in the upper pool of the dam for sediment deposition in the first periods of the channel reformation, reaching the possibility of a steep drain in the lower pool, which ensures complete washing of sediment in the location of the automatic shutter, thereby increasing the reliability of operation in combination with intensive swirling the flow of water in a centrifugal-vibrational field, effectively ensuring the separation of a multiphase medium with changing hydrodynamic characteristics ISTIC river flow at variable ledoshugovyh and climatic conditions.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки потока речной воды для создания центробежно-вибрационного поля, обеспечивающего разделение многофазной среды, приводящего к ее осветлению и промывке проходных сечений, повышающего надежность забора воды при любых погодно-климатических условиях. The originality of the proposed technical solution consists in using the swirling effect of the river water flow to create a centrifugal-vibrational field, which ensures the separation of a multiphase medium, leading to its clarification and washing of the flow cross sections, which increases the reliability of water intake under any weather and climatic conditions.

Claims (1)

Водозаборное сооружение на селеносных реках, содержащее водосливную подпорную стенку с крутым водоскатом, в створе которой выполнено водоприемное отверстие, речной затвор, выполненный со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью и размещенный в створе крутой части водоската плотины, при этом сооружение выполнено с промывным отверстием и перекрывающим его плоским клапанным затвором, связанным гибкой тягой с поплавком и размещенным в нижней части речного затвора, отличающееся тем, что на поверхности крутого водоската размещены циклоидальные кондукторы в виде гибких спиралевидных направляющих, а водоприемное отверстие выполнено в виде диффузора, на внутренней поверхности которого образованы криволинейные винтообразные канавки, продольно размещенные от его большего к его меньшему сечению и соединенные с кольцевой канавкой, выполненной у меньшего сечения. A water intake structure on seleniferous rivers, containing a spillway retaining wall with a steep pond, in the section of which a water inlet is made, a river shutter made with a lower part slanted relative to the horizontal plane and placed in the section of the steep part of the dam pond, while the structure is made with a washing hole and an overlapping its flat valve, connected by a flexible rod with a float and located at the bottom of the river lock, characterized in that on the surface of a steep drain cycloid conductors that are arranged in the form of flexible helical guide and Water inlet is designed as a diffuser on the inner surface of which is formed by the curved helical grooves disposed longitudinally from its larger to its smaller cross section and connected to an annular groove formed in the smaller section.

Images