RU2683224C1 - Method for regulating water flow in river channels for preventing floods - Google Patents

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of hydraulic structures, namely to systems for regulating the flow of rivers, and can be used, in particular, for seasonal and long-term regulation of water flow in the river channel as an event to prevent flooding during floods during the spring flood or excessive precipitation. Method includes the construction of a system of directional redistribution of river water along the channel with the installation of bypass pipelines 5 with the creation of pressure movement of water. System is equipped with pump stations 6 that are sequentially arranged along bypass pipeline 5. Flood prevention measure consists of regulated discharge from the river bed and further pumping of excess water through bypass pipelines 5 downstream and subsequent return to the river bed distributed along the length of the river bed. Bypass lines 5 are located along the coastline, laid on the ground, underground, or on ramps 3, and have the length necessary to transfer the diverted water downstream to the part of the channel where there is no threat of flooding. Tubular spillways 7 of bypass lines 5 for returning the water mass are distributed along the length of the channel and ensure uniform distribution of return water without the likelihood of a dangerous increase in the water level in a safe area. Regulation of the flow of water mass using bypass lines 5 at the site of flooding occurs when the water level in the river rises to a dangerous level and the likelihood of overflowing occurs.EFFECT: elimination of catastrophic floods.1 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для защиты природы, в частности, к противопаводковым мероприятиям, и касается предупреждения катастрофических последствий для людей, сохранения имущества, береговых сооружений, посевов при резком возрастании водной массы в реке в период весеннего половодья или выпадения чрезмерных осадков. Такие случаи бывают в весенние периоды, это приводит к повышению уровня воды в русле реки, переполнению русла и выходу водной массы в населенные пункты или поля с их затоплением, что приводит к затоплению жилых районов с потерей имущества, нанесение ущерба народнохозяйственным объектам, посевам и живности.The invention relates to hydraulic structures for the protection of nature, in particular to flood control measures, and relates to the prevention of catastrophic consequences for people, the preservation of property, coastal structures, crops with a sharp increase in water mass in the river during spring floods or excessive rainfall. Such cases occur in spring, this leads to an increase in the water level in the river channel, overflow of the channel and the outflow of water into settlements or fields with their flooding, which leads to flooding of residential areas with loss of property, damage to national economic objects, crops and livestock .

Уровень техникиState of the art

Известны способы предупреждения затоплений территорий путем регулирования речного стока, для чего создают временные водохранилища, в которых происходит аккумулирование водных масс во время паводка.Known methods of preventing flooding of territories by regulating river flow, which create temporary reservoirs in which the accumulation of water masses during the flood.

Известен способ защиты территории от затопления в речных бассейнах путем перетока водных масс во временные водохранилища, которые образуют с помощью дамб-запруд, при этом дамбы-запруды размещают на притоках реки, по которым ожидается наступление паводка, и располагают их последовательно одна за другой, каждую из которых выполняют в виде каменной фильтрующей насыпи с саморегулирующимся водосбросом, каменная насыпь располагается при этом на крутом каньоне реки (патент РФ №2389845, МПК Е02В 3/00, 20.05.2010).There is a method of protecting the territory from flooding in river basins by overflowing water masses into temporary reservoirs, which form with the help of dam dams, while dam dams are placed on the tributaries of the river, along which floods are expected, and they are placed sequentially one after another, each of which are made in the form of a stone filtering embankment with a self-regulating spillway, the stone embankment is located at the same time on a steep canyon of the river (RF patent No. 2389845, IPC EV 3/00, 05/20/2010).

Известен способ предотвращения паводкового наводнения, включающий создание запруд в виде резервуаров на этапе таяния снега в снегу вдоль реки в виде продольно-вытянутых, расположенных параллельно руслам рек и ярусно расположенными. Во время поводковых стоков происходит переток водных масс в созданные резервуары, накопление и их временное хранение (Патент РФ №2333312, МПК Е02В 3/00, 10.09.2008).There is a method of preventing floods, including the creation of dams in the form of reservoirs at the stage of melting snow in the snow along the river in the form of longitudinally elongated parallel to the river channels and arranged in tiers. During flood drains, water mass flows into created reservoirs, accumulation and their temporary storage (RF Patent No. 2333312, IPC ЕВВ 3/00, 09/10/2008).

Известен способ регулирования паводковых стоков с помощью образования водохранилища и перераспределении стока из многоводных сезонов на маловодные путем сезонного накопления воды в водохранилище с последующим водоотбором в необходимом объеме в соответствии с водопотреблением (Плешков Я.Ф. Регулирование речного стока. Водохозяйственные расчеты. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975, стр. 106-108). Регулирование речного стока в водохранилище обеспечивает также и надежную защиту от затопления нижерасположенных территорий в периоды паводков и половодий.There is a method of regulating flood flows through the formation of a reservoir and the redistribution of runoff from high water seasons to dry ones by seasonal accumulation of water in the reservoir with subsequent water withdrawal in the required volume in accordance with water consumption (Pleshkov YF Regulation of river flow. Water management calculations. - L .: Gidrometeoizdat, 1975, pp. 106-108). The regulation of river flow in the reservoir also provides reliable protection against flooding of the lower territories during floods and floods.

Известен способ регулирования стока водных масс, по которому на всей площади водосброса выявляются участки формирования паводкового стока, и на них создаются индивидуальные системы регулирования стока реки, для чего в естественных котловинах и других понижениях местности, отстоящих на некотором удалении от реки, или в руслах рек с помощью плотин создают оптимальное количество водохранилищ, предназначенных для приема паводковых вод, отстоящих на некотором удалении от реки, или расположенных в руслах рек (Патент РФ №2116401, МПК Е02В 3/02, 27.07.1998)A known method of regulating the flow of water masses is through which flood-forming areas are identified over the entire area of the spillway, and individual river flow regulation systems are created on them, for which purpose, in natural depressions and other depressions located at a certain distance from the river, or in river beds with the help of dams, the optimal number of reservoirs designed to receive flood waters located at some distance from the river or located in river channels is created (RF Patent No. 2116401, IPC EV02B 3/02, 07.27.199 8)

К основным недостаткам методов регулирования речных стоков путем создания временных хранилищ можно отнести следующее:The main disadvantages of methods for regulating river flows by creating temporary storage facilities include the following:

- высокая стоимость строительства водохранилища, при которой создание водохранилищ только для борьбы с паводками становится нецелесообразным, тем более что полностью не исключается формирование на площади водосбора ниже створа плотины расходов воды, обусловливающих выход воды на пойму и затопление территории;- the high cost of constructing a reservoir, in which the creation of reservoirs only for flood control becomes inexpedient, especially since the formation of water discharge on the catchment area below the target section of the dam does not completely exclude the possibility of water entering the floodplain and flooding the territory;

- существенный объем отчуждения земель, в том числе лесных массивов и сельскохозяйственных угодий, что значительно изменяет экологическую обстановку территории;- a significant amount of land alienation, including forests and agricultural land, which significantly changes the ecological situation of the territory;

- на отдельных участках водохранилища воды его застаиваются, что приводит к вероятному заболачиванию и возникновению источника неблагоприятной экологической обстановки;- in some parts of the reservoir, the water stagnates, which leads to probable waterlogging and the emergence of a source of adverse environmental conditions;

- водная масса способна разрушить все гидротехнические сооружения при их переполнении;- water mass is able to destroy all hydraulic structures when they are overflowed;

- на данной территории полностью нарушается рельеф местности;- on this territory the terrain is completely violated;

- при переполнении водохранилища регулирование теряет смысл;- when the reservoir overflows, regulation loses its meaning;

- сложность поддержания постоянной пропускной способности плотин, т.к. возможен занос пропускных отверстий плотин крупными предметами несущих потоком;- the difficulty of maintaining a constant throughput of dams, because the drift holes of the dams can be drifted by large objects carrying a stream;

- сложностью поддержания постоянной емкости водохранилищ в связи с тем, что в процессе их эксплуатации не исключается постепенное заиление и занесение крупными наносами.- the difficulty of maintaining a constant reservoir capacity due to the fact that during their operation gradual siltation and entering by large sediments is not ruled out.

Известны способы для регулирования речного стока с целью предупреждения затопления путем создания поперечных перекрытий русел рек с последующей организацией разгрузки русла путем забора и перекачки части расходов водной массы реки.Known methods for regulating river flow in order to prevent flooding by creating transverse overlaps of river channels with the subsequent organization of unloading the channel by taking and pumping part of the flow of water of the river.

Известен способ для снижения или устранения воздействия наводнения путем обеспечения возможности регулировки уровня воды в реке при любой ее прибыли, для чего осуществляют разгрузку русла реки забором части ее расходов. Для этого в устье реки устанавливают полотнища с поплавковыми элементами на верхнем краю и закреплением на нижнем краю к донному грунту, а со стороны реки устанавливают шесты, которые прикрепляются к полотнищу, после чего осуществляют перекачку водной массы по течению реки (Патент РФ №2135687, МПК Е02В 3/00, 27.08.1999).There is a method for reducing or eliminating the effects of flooding by providing the ability to adjust the water level in the river at any of its profits, for which purpose the river bed is unloaded by taking part of its costs. To do this, at the mouth of the river, install panels with float elements on the upper edge and fasten on the lower edge to the bottom soil, and from the side of the river install poles that are attached to the panel, and then pump the water mass along the river (Patent RF No. 2135687, IPC EB02 3/00, 08/27/1999).

Известен способ, по которому используется устройство предотвращения последствий наводнения, содержащего береговую дамбу с возможностью перекрытия основного русла реки. Береговая дамба состоит из трех частей: две части расположены по берегам реки, вдоль ее основного русла, а третья, основная, жестко соединяет эти две части перпендикулярно руслу реки. Основная часть береговой дамбы состоит из двух оппозитно расположенных постоянных щитов прямоугольной формы и жестко соединенных с частями дамбы, расположенных по берегам, а в проеме расположен центральный быстровозводимый щит. Техническим результатом эксплуатации является повышение эффективности мероприятий по предотвращению последствий наводнения (Патент РФ №2615343, МПК Е02В 3/04, Е02В 3/10, 04.04.2017).A known method by which a device is used to prevent the effects of flooding, containing a coastal dam with the possibility of blocking the main river bed. The coastal dam consists of three parts: two parts are located along the banks of the river, along its main channel, and the third, the main one, rigidly connects these two parts perpendicular to the river channel. The main part of the coastal dam consists of two opposite, standing rectangular-shaped shields and rigidly connected to the parts of the dam located along the banks, and in the opening there is a central quick-mounted shield. The technical result of the operation is to increase the effectiveness of measures to prevent the effects of flooding (RF Patent No. 2615343, IPC EV 3/04, EV 3/10, 04/04/2017).

Недостатками известных конструкций с поперечным перекрытием русел рек является сравнительно невысокая эффективность мероприятий по предотвращению последствий наводнения.The disadvantages of the known structures with a transverse overlap of river beds is the relatively low efficiency of measures to prevent the effects of flooding.

Известны способы для предотвращения последствий наводнений, по которым снижение последствий наводнения достигается за счет повышения расхода водной массы.Known methods for preventing the effects of floods, in which the reduction of the effects of floods is achieved by increasing the flow of water.

Известен способ для предотвращения последствий наводнений за счет повышения расхода водной массы, которое осуществляется за счет увеличения скорости ее, для чего в русле реки устанавливают суда с работающими двигателями. Суда закрепляются на месте установки по течению реки, а между судами и между судами и береговой линией по ширине реки закрепляются заслонки выше гребных винтов на уровне зеркала водной среды выше по течению реки (Патент РФ №2139971, МПК Е02В 3/00, 20.10.1999).There is a method for preventing the effects of flooding by increasing the flow of water mass, which is carried out by increasing its speed, for which purpose ships with running engines are installed in the river channel. Vessels are fixed at the installation site along the river, and shutters above the propellers are fixed between the vessels and between the vessels and the coastline along the width of the river at the level of the water medium mirror upstream of the river (RF Patent No. 2139971, IPC ЕВВ 3/00, 10/20/1999 )

Известен способ для снижения воздействия наводнения, по которому на водную среду воздействуют направленными взрывами вниз по течению реки. Взрывы осуществляют в придонной части реки и ее нижнем течении. Способ позволяет увеличить скорость движения водной массы, ее расход и, следовательно, предотвратить выход ее за берега, а также производить углубление донного ложа (Патент РФ №2135688, МПК Е02В 3/06, 27.08.1999).A known method for reducing the effects of flooding, in which the aquatic environment is affected by directed explosions downstream. The explosions are carried out in the bottom of the river and its lower reaches. The method allows to increase the speed of movement of the water mass, its flow rate and, consequently, to prevent its overflowing, and also to deepen the bottom bed (RF Patent No. 2135688, IPC ЕВВ 3/06, 08/27/1999).

Известен способ организации береговых водосбросов, предназначенных для пропуска паводковых расходов в нижний бьеф при заданных расчетных уровнях воды в верхних бьефах. Организация водосбросов может осуществляться через закрытые трубчатые водосбросы, в состав которых входит: головная часть, оборудованная затворами; донная труба, укладываемая в грунт основания; выходной оголовок с устройствами для гашения энергии потока. В зависимости от пропускной способности их выполняют с различной компоновкой головной части и сечением донной трубы. (Ляпичев Ю.П. Гидротехнические сооружения. Учебное пособие. - М.: РУДН, 2008, с. 246-259, рис. 7.1-7.19) Данный способ служит для регулирования уровня воды в верхних бьефах, примыкающих к низко- и средне-напорным гидроузлам, поэтому не может быть использован для защиты от наводнений, которые проявляются на открытых участках рек, не имеющих каких-либо гидротехнических сооружений.There is a method of organizing coastal spillways designed to allow flood discharges to the downstream at predetermined design water levels in the upstream waters. Spillways can be organized through closed tubular spillways, which include: a head part equipped with gates; bottom pipe laid in the foundation soil; output head with devices for damping flow energy. Depending on the throughput, they are performed with a different layout of the head and the section of the bottom pipe. (Lyapichev Yu.P. Waterworks. Textbook. - M.: RUDN, 2008, pp. 246-259, Fig. 7.1-7.19) This method is used to control the water level in the upper pools adjacent to low and medium pressurized waterworks, therefore, cannot be used to protect against floods that occur in open areas of rivers that do not have any hydraulic structures.

Также известен способ организации передачи водной массы от водозаборов к определенному месту с помощью водопроводящих сооружений. Среди прочих в качестве таких сооружений используют закрытые трубопроводы, представляющие собой искусственные закрытые русла из различных материалов с разнообразной формой поперечного сечения, уложенные на земле, под землей или над землей на опорах (Субботин А.С. Основы гидротехники. - Ленинград: Гидрометиоиздат, 1983, с. 132-137). В этом способе трубопроводы используют для переброски воды в заданные пункты с целью доставки ее на объекты гидроэнергетики, водоснабжения или ирригации. Описание применения данного способа для отвода части водной массы из реки с целью предупреждения наводнения не приводится.Also known is a method of organizing the transfer of water mass from water intakes to a specific place using waterworks. Among others, closed pipelines are used as such structures, which are artificial closed channels of various materials with various cross-sectional shapes, laid on the ground, underground or above the ground on supports (Subbotin A.S. Fundamentals of hydraulic engineering. - Leningrad: Gidromethioizdat, 1983 p. 132-137). In this method, pipelines are used to transfer water to predetermined points in order to deliver it to hydropower, water supply or irrigation facilities. A description of the application of this method to divert part of the water mass from the river in order to prevent flooding is not given.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является известный способ регулирования стока воды в системе рек водосбора для предупреждения наводнений (Патент РФ №2130102, МПК 6 Е02В 3/00, 10.05.1999), заключающийся в том, по линии тока в реке последовательно, по крайней мере, в одну колонну устанавливают погружные насосы, при этом производительность насосов увеличивается к устью. Использование данного технического решения позволяет произвести активное воздействие на расход водной массы для устранения переполнения водохранилища.Closest to the invention in terms of technical nature and the achieved technical effect is a known method of regulating water flow in a river catchment system for flood prevention (RF Patent No. 2130102, IPC 6 EV 3/00, 05/10/1999), which consists in the following: Submersible pumps are installed sequentially in at least one column in the river, and pump performance increases towards the mouth. Using this technical solution allows you to make an active impact on the flow of water mass to eliminate overflow of the reservoir.

Описанный способ регулирования стока водных масс имеет следующие недостатки:The described method of regulating the flow of water masses has the following disadvantages:

- работа погружных насосов, установленных непосредственно в реке при условии повышения производительности нижерасположенных насосов по отношению к вышерасположенным создает ускоряющее движение, которое может привести к размытию русла реки и тем самым исказить в дальнейшем естественное течение реки на данном участке с изменением формы береговой линии;- the operation of submersible pumps installed directly in the river, subject to an increase in the productivity of the downstream pumps relative to the upstream ones, creates an accelerating movement that can lead to the erosion of the river bed and thereby distort the future natural flow of the river in this section with a change in the shape of the coastline;

- крепление погружных насосов на плотах, которые удерживаются тросами на береговых креплениях, является ненадежным и может быть повреждено или сорвано предметами, которые несет река во время весенних паводков: крупные льдины, фрагменты деревьев, элементы прибрежных построек, смытых потоками реки;- the fastening of submersible pumps on rafts that are held by cables on shore mounts is unreliable and can be damaged or torn by objects carried by the river during spring floods: large ice floes, tree fragments, elements of coastal structures washed away by river flows;

- наличие удерживающих плотов на поверхности реки и системы тросов, их удерживающих, может привести к частичному перекрытию русла реки и тем самым способствовать образованию заторов льда во время схода ледяного покрова.- the presence of restraining rafts on the surface of the river and the system of ropes that restrain them can lead to a partial overlap of the river bed and thereby contribute to the formation of ice jams during the ice cover.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности регулирования уровня воды в реке при любой ее прибыли и предупреждение розлива реки с переходом в наводнение. Поставленная задача достигается тем, что выявляют участок реки, подверженного затоплению, и на беговой полосе вдоль всего участка создают систему обводных трубопроводных магистралей, уложенных под землей или на земле на спланированной и укрепленной поверхности. Система включает параллельно уложенные ряды трубопроводных магистралей, оснащенных насосными станциями, расположенными на расчетном расстоянии по длине для создания напорного движения воды.The objective of the present invention is to provide the ability to control the water level in the river at any of its profits and to prevent the river from flowing with the transition to flooding. The task is achieved by identifying a section of the river, prone to flooding, and on the running strip along the entire section create a system of bypass pipelines laid underground or on the ground on a planned and fortified surface. The system includes parallel-laid rows of pipelines equipped with pumping stations located at a calculated distance along the length to create a pressure head movement of water.

Выполнение способа может быть осуществлено с размещением всей системы в подземной части береговой линии (фиг. 1) с необходимым устройством укрепляющих траншей для укладки трубопроводов и наличием коллекторных колодцев 1 для размещения насосных станций, обеспечивающих доступ к их техническому обслуживанию.The implementation of the method can be carried out with the placement of the entire system in the underground part of the coastline (Fig. 1) with the necessary device for reinforcing trenches for laying pipelines and the presence of collector wells 1 for placement of pumping stations providing access to their maintenance.

Выполнение способа может быть осуществлено с размещением системы обводных трубопроводных магистралей на поверхности береговой линии (фиг. 2) с размещением трубопроводных магистралей на бетонных анкерных опорах 2 с подъемом на высоту 0,5-1,0 м относительно поверхности берега для обеспечения доступа и технического обслуживания.The method can be implemented by placing a system of bypass pipelines on the surface of the coastline (Fig. 2) with the placement of pipelines on concrete anchor supports 2 with a rise to a height of 0.5-1.0 m relative to the surface of the coast to provide access and maintenance .

Выполнение способа может быть осуществлено с расположением системы обводных трубопроводных магистралей на подготовленных эстакадах 3 (фиг. 3), размещенных на расчетном расстоянии от береговой линии и обеспечивающих высоту подъема обводных магистралей на уровень, не препятствующий свободному доступу к береговой линии. Насосные станции располагают на эстакадах или на поверхности береговой линии реки.The implementation of the method can be carried out with the arrangement of the system of bypass pipelines on the prepared racks 3 (Fig. 3), located at the estimated distance from the coastline and providing a height of rise of the bypass pipelines to a level that does not impede free access to the coastline. Pumping stations are located on overpasses or on the surface of the river's coastline.

Количество трубопроводных магистралей 4, входящих в систему, выбирают из расчета возможности удовлетворения требований по пропускной способности отводимых вод в обход основного русла реки. В верхней части реки каждую трубопроводную магистраль сообщают с руслом реки при помощи глубинных водозаборов 5, работающих в напорном гидравлическом режиме, соединенных с насосными станциями 6 и оборудованными затворами для регулирования пропуска воды. В схеме глубинного водозабора отверстие для отвода воды располагают в русле реки на глубине 0,5-1,0 м от отметки дна и оснащают защитной решеткой, чтобы в процессе забора воды не происходило попадания в него донных наносов (песок, иловые отложения, камни и т.п.). В нижней части реки обводные магистрали имеют трубчатые водосбросы 7, соединяющие их с руслом для возврата водной массы в реку вниз по течению, где опасность затопление разлива не существует. Обязательным условием является распределение водосбросов из разных рядов обводных магистралей по длине русла реки, для обеспечения равномерного возврата воды, что предупреждает вероятность разлива реки в нижней части реки после опасного участка. Трубчатые водосбросы оснащают односторонними обратными клапанами для предупреждения входа водной массы в систему с обратной стороны и устройствами для гашения энергии потока.The number of pipelines 4 included in the system is selected on the basis of the possibility of meeting the requirements for throughput of discharged water bypassing the main river channel. In the upper part of the river, each pipeline route is connected with the river channel using deep water intakes 5 operating in pressure hydraulic mode, connected to pumping stations 6 and equipped with gates for regulating water passage. In the deep water intake scheme, a hole for water drainage is placed in the river bed at a depth of 0.5-1.0 m from the bottom mark and is equipped with a protective grill so that bottom sediment (sand, silt sediment, stones and etc.). In the lower part of the river, the bypass lines have tubular spillways 7 connecting them to the riverbed to return the water mass to the river downstream, where there is no danger of flooding. A prerequisite is the distribution of spillways from different rows of bypass lines along the length of the river bed, to ensure uniform return of water, which prevents the likelihood of a river spill in the lower part of the river after a dangerous section. Tubular spillways are equipped with one-way check valves to prevent the entry of water into the system from the back and devices for damping flow energy.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен вид в изометрии, демонстрирующий размещение системы обводных трубопроводных магистралей для отвода водной массы в подземной части береговой линии. На фиг. 2 представлен вид в изометрии системы обводных трубопроводных магистралей при размещении на наземной части береговой линии, непосредственно на поверхности берега. На фиг. 3 представлен вид в изометрии размещения системы обводных трубопроводных магистралей при расположении на наземной части береговой линии выше уровня земли с размещением насосных станций и трубопроводных магистралей на эстакадах, состоящих из ряда однотипных опор и пролетов, обеспечивающих доступ к береговой линии для людей и транспорта.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 is an isometric view illustrating the placement of a bypass pipeline system for discharging water in an underground portion of a coastline. In FIG. Figure 2 shows an isometric view of a system of bypass pipelines when placed on the surface of the coastline, directly on the surface of the coast. In FIG. Figure 3 shows an isometric view of the location of the system of bypass pipelines when located on the surface of the coastline above ground level with the placement of pumping stations and pipelines on overpasses, consisting of a number of similar supports and spans, providing access to the coastline for people and vehicles.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Вдоль береговой линии на расчетном удалении от русла реки создают систему обводных трубопроводных магистралей, состоящую из глубинных водозаборов 4, трубопроводных магистралей 5 и трубчатых водосбросов 7. Глубинные водозаборы работают в напорном гидравлическом режиме при соединении с насосной станцией 6, смонтированной в коллекторном колодце 1 при подземном размещении трубопроводной магистрали, либо в коллекторной кабине 8 при размещении трубопроводной магистрали на поверхности земли. В случае повышения уровня воды в русле реки до опасного уровня включают в работу насосные стации, тем самым обеспечивают отвод избыточной водной массы через глубинные водозаборы 4 и подачу ее насосами в трубопроводные магистрали 5. Водозаборное отверстие глубинных водозаборов располагают в русле реки на 0,5-1,0 м от отметки дна, чтобы предотвратить попадания в него донных наносов. Кроме того, водозаборное отверстие оснащают решеткой для задержания крупных предметов, которые могу присутствовать в придонной части. Кроме того, глубинные водозаборы оборудуют затворами для регулирования пропуска воды и предотвращения поступления воды в систему в нерабочие периоды. Вдоль береговой линии на протяжении опасной зоны подтопления укладывают трубопроводные магистрали 5. Отводимую водную массу транспортируют по длине магистралей с помощью промежуточных насосных станций вниз по течению реки в обход основного русла. Магистрали состоят из отдельных трубных сегментов, при этом могут иметь линейную, а также криволинейную прокладку в зависимости от формы русла реки.A system of bypass pipelines is created along the coastline at a calculated distance from the river bed, consisting of deep intakes 4, pipelines 5 and tubular spillways 7. The deep intakes operate in a pressure hydraulic mode when connected to a pumping station 6 mounted in a collector well 1 with an underground placement of the pipeline, or in the collector cabin 8 when placing the pipeline on the ground. If the water level in the river channel rises to a dangerous level, pumping stations are put into operation, thereby ensuring that excess water mass is drained through the deep water intakes 4 and pumped into the pipeline 5. The water intake hole of the deep water intakes is 0.5- 1.0 m from the bottom mark to prevent bottom sediment from entering it. In addition, the water inlet is equipped with a grill to hold large objects that may be present in the bottom part. In addition, deep water intakes are equipped with gates to control water passage and prevent water from entering the system during non-working periods. Pipelines 5 are laid along the coastline throughout the danger zone of flooding. The discharged water mass is transported along the lengths of the pipelines using intermediate pumping stations downstream of the river, bypassing the main channel. Highways consist of separate pipe segments, while they can have a linear as well as curvilinear laying, depending on the shape of the river bed.

По длине каждой водопроводной магистрали последовательно размещают насосные станции 6. Расстояние между насосами должно быть минимальным, чтобы обеспечить более эффективный отвод воды из русла. Расчетное расстояние должно быть меньше, чем изменение скорости водной массы в магистрали по ходу течения на 10-15% по отношению к расходу на выходе и входе следующего насоса.Pumping stations 6 are placed sequentially along the length of each water main. The distance between the pumps should be minimal in order to ensure more efficient water drainage from the channel. The estimated distance should be less than the change in the speed of the water mass in the main along the course of the flow by 10-15% with respect to the flow rate at the outlet and inlet of the next pump.

На заключительном отрезке обводных трубопроводных магистралей подсоединяют трубчатые водосбросы 7, по которым производят возврат водной массы в русла реки вниз по течению. Трубчатые водосбросы оснащают односторонними обратными клапанами для предупреждения входа водной массы в систему с обратной стороны и устройствами для гашения энергии потока. Выходные концы водосбросов располагают в русле реки и делают их загнутыми с ориентацией по направлению основного течения на данном участке. При этом выходные концы размещают в зоне максимальных скоростей движения воды в русле реки на 0,5-1,0 м от отметки дна.At the final segment of the bypass pipelines, tubular spillways 7 are connected, through which the water mass is returned to the river beds downstream. Tubular spillways are equipped with one-way check valves to prevent the entry of water into the system from the back and devices for damping flow energy. The outlet ends of the spillways are located in the river channel and make them bent with orientation in the direction of the main current in this section. At the same time, the output ends are placed in the zone of maximum water velocities in the river channel at 0.5-1.0 m from the bottom mark.

В сезонные периоды в случае установления факта увеличения потока водной массы и повышения уровня реки до опасной отметки подключают питание насосов насосных станций 6. Запуск насосов обеспечивает ввод в работу глубинных водозаборов и начало отвода из русла реки объема водной массы для предупреждения накопления опасного количества вод. Таким образом, часть общего потока реки откачивается и нагнетается в трубопроводные магистрали 5, по длине которых подается вниз по течению реки в обход участка возможного подтопления. По длине следования водной массы через трубопроводные магистрали подключают дополнительные насосные станций 9 и обеспечивают равномерную скорость движения на протяжении всей магистрали. Регулировкой производительности насосов достигают снижения уровня воды в русле реки и поддержание его на безопасной для розлива отметке, что приведет к стабилизации паводковой ситуации. Отобранная водная масса следует по трубопроводным магистралям в обход опасного участка и возвращается обратно в русло реки в нижней части течения. Возврат потоков водной массы происходит через трубчатые водосбросы 7 с распределением точек сброса по длине русла реки. Распределение точек сброса водной массы предотвращает возможное повышение уровня реки в нижней части реки и создает благоприятные условия для распределения потока реки по длине ее русла.In seasonal periods, if it is established that the water mass flow has increased and the river level has risen to a dangerous level, the pumps of the pumping stations 6 are connected. Starting the pumps ensures the commissioning of deep water intakes and the beginning of the withdrawal of the water mass from the river bed to prevent the accumulation of a dangerous amount of water. Thus, part of the total river flow is pumped out and pumped into the pipelines 5, along the length of which it flows downstream of the river, bypassing the site of possible flooding. Along the length of the water mass through the pipelines connect additional pumping stations 9 and provide a uniform speed throughout the entire pipeline. By adjusting the performance of the pumps, they achieve a decrease in the water level in the riverbed and maintain it at a safe level for bottling, which will lead to stabilization of the flood situation. The selected water mass follows the pipelines bypassing the hazardous area and returns back to the river bed in the lower part of the stream. The return of water mass flows occurs through tubular spillways 7 with distribution of discharge points along the length of the river bed. The distribution of water discharge points prevents a possible increase in the level of the river in the lower part of the river and creates favorable conditions for the distribution of the river flow along the length of its channel.

Система содержит одну или несколько обводных трубопроводных магистралей, каждая из которых имеет собственный глубинный водозабор, распределенные по длине насосные станций и трубчатый водосброс. Совокупная работа магистралей позволяет добиваться регулирования отвода образующейся на время формирования поводкового стока водной массы из реки в строго определенном количестве и равномерного распределения потоков в нижней части русла. Количество обводных трубопроводных магистралей определяют на этапе проектирования системы в зависимости от потребного отвода количества водной массы в период наибольшего накопления и создания угрозы затопления.The system contains one or more bypass pipelines, each of which has its own deep water intake, pumping stations distributed along the length and a tubular spillway. The combined work of highways allows you to achieve regulation of the diversion of water mass formed from the river at the time of formation of the streaming runoff from the river in a strictly defined quantity and uniform distribution of flows in the lower part of the channel. The number of bypass pipelines is determined at the design stage of the system, depending on the required removal of the amount of water mass during the period of greatest accumulation and the creation of a threat of flooding.

Обязательным является увеличение производительности насосов на всем протяжении трубопроводных магистралей от места забора до места возврата водной массы в русло реки, чтобы создать равномерность потока и обеспечить компенсацию потери энергии движения воды в трубопроводе в результате гидравлического сопротивления, оказываемого стенками труб. Возможен подбор насосов из существующих в химической, нефтяной промышленностях с тем, чтобы добиться набора необходимой суммарной мощности с подбором требуемого расхода отбираемой воды на участке возникновения подтопления. По сравнению с ущербом, который наносит наводнение, такой способ позволит сохранить материальные ценности при многократном использовании насосов разной мощности только во время паводка, в течении 10-12 дней.It is mandatory to increase the productivity of pumps throughout the pipeline from the point of intake to the place of return of the water mass into the river bed in order to create uniformity of flow and to compensate for the energy loss of water movement in the pipeline as a result of the hydraulic resistance exerted by the pipe walls. It is possible to select pumps from existing in the chemical and oil industries in order to achieve a set of the required total capacity with the selection of the required flow rate of the selected water at the site of flooding. In comparison with the damage caused by the flood, this method will allow to maintain material values when reusing pumps of different capacities only during the flood, for 10-12 days.

Таким образом, достигается поставленная задача - обеспечение возможности регулирования водного стока в руслах рек на опасных участках паводкового наводнения и регулирования уровня воды в реке при любой ее прибыли. Создается возможность регулируемого отбора водной массы в необходимом количестве в течение продолжительного периода путем подключения в работу одной или нескольких обводных трубопроводных магистралей и перекачивание расчетного объема водной массы в обход участка подтопления.Thus, the task is achieved - providing the ability to regulate water flow in riverbeds in hazardous areas of floods and regulate the water level in the river at any profit. It creates the possibility of controlled selection of water mass in the required quantity over a long period by connecting one or several bypass pipelines to the work and pumping the estimated volume of water mass bypassing the flooding area.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ №2389845, МПК Е02В 3/00, 20.05.2010.1. RF patent №2389845, IPC ЕВВ 3/00, 05.20.2010.

2. Патент РФ №2333312, МПК Е02В 3/00, 10.09.20082. RF patent №2333312, IPC ЕВВ 3/00, 09/10/2008

3. Плешков Я.Ф. Регулирование речного стока. Водохозяйственные расчеты. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975, стр. 106-108.3. Pleshkov Y. F. Regulation of river flow. Water management calculations. - L .: Gidrometeoizdat, 1975, pp. 106-108.

4. Патент РФ №2116401, МПК Е02В 3/02, 27.07.19984. RF patent No. 2116401, IPC EV 3/02, 07/27/1998

5. Патент РФ №2135687, МПК Е02В 3/00, 27.08.19995. RF patent No. 2135687, IPC EV 3/00, 08/27/1999

6. Патент РФ №2615343, МПК Е02В 3/04, Е02В 3/10, 04.04.20176. RF patent №2615343, IPC ЕВВ 3/04, ЕВВ 3/10, 04/04/2017

7. Патент РФ №2139971, МПК Е02В 3/00, 20.10.19997. RF patent №2139971, IPC ЕВВ 3/00, 10.20.1999

8. Патент РФ №2135688, МПК Е02В 3/06, 27.08.19998. RF patent No. 2135688, IPC ЕВВ 3/06, 08/27/1999

9. Ляпичев Ю.П. Гидротехнические сооружения. Учебное пособие. - М.: РУДН, 2008, с. 246-259, рис. 7.1-7.19.9. Lyapichev Yu.P. Waterworks. Tutorial. - M.: RUDN, 2008, p. 246-259, fig. 7.1-7.19.

10. Субботин А.С. Основы гидротехники. - Ленинград: Гидрометиоиздат, 1983, с. 132-137.10. Subbotin A.S. The basics of hydraulic engineering. - Leningrad: Gidromethioizdat, 1983, p. 132-137.

11. Патент РФ №2130102, МПК 6 Е02В 3/00, 10.05.1999.11. RF patent No. 2130102, IPC 6 EV 3/00, 05/10/1999.

Claims (1)

Способ регулирования водного стока в руслах рек для предупреждения наводнений, включающий выявление участка реки, подверженного затоплению, и регулирование расхода водной массы, отличающийся тем, что на беговой полосе вдоль всего участка создают систему регулирования стока реки через обводные трубопроводные магистрали, уложенные в наземной или подземной части береговой линии, обеспечивающую регулируемый отвод из русла реки и дальнейшее перекачивание избыточного количества водной массы по обводным трубопроводным магистралям, оснащенным насосными станциями вниз по течению реки с последующим распределенным по длине русла возвратом отведенной водной массы в реку на безопасном участке, количество трубопроводных магистралей, входящих в систему, выбирают из расчета возможности удовлетворения требований по пропускной способности отводимых вод в обход основного русла реки, в верхней части реки каждую трубопроводную магистраль сообщают с руслом реки при помощи глубинных водозаборов, работающих в напорном гидравлическом режиме, соединенных с насосными станциями, обеспечивающими напорное движение водной массы по магистрали, в нижней части реки обводные магистрали оснащают трубчатыми водосбросами с распределением выхода водной массы из разных рядов обводных магистралей по длине русла реки.A method of regulating water flow in river beds to prevent flooding, including identifying a section of a river that is prone to flooding, and regulating water flow, characterized in that a running system for regulating river flow through bypass pipelines laid in a ground or underground is created on a running strip along the entire section parts of the coastline, providing controlled diversion from the river bed and further pumping of excess water mass along the bypass pipelines, equipped with pumping stations downstream with subsequent distribution of the diverted water mass to the river in a safe area distributed along the length of the channel, the number of pipelines included in the system is selected based on the possibility of satisfying the requirements for the capacity of the discharged water bypassing the main river channel, in the upper parts of the river, each pipeline main is connected with the river channel by means of deep water intakes operating in pressure hydraulic mode, connected to pumping stations, providing Chiva thrusting movement of the water mass through the pipeline, the bottom of the river equipped with the bypass line to the distribution tube spillways water mass exit from different rows of bypass lines along the length of the riverbed.

Images