Запруда для гасіння швидкостей річкового потоку

Реферат: Запруда для гасіння швидкостей річкового потоку, що складається з горизонтальної колоди, укладеної впоперек річкового потоку перпендикулярно до напряму течії потоку, кінці поперечної колоди вкопані у берег потоку і привантажені каменем - негабаритом, а під основу споруди вкладаються хмизові мати. На поперечну горизонтальну колоду споруди закріплені поздовжні колоди меншого діаметра, а на них розміщені поперечні бруси зі створенням гребінчастої форми споруди у плані. UA 69376 U (54) ЗАПРУДА ДЛЯ ГАСІННЯ ШВИДКОСТЕЙ РІЧКОВОГО ПОТОКУ UA 69376 U UA 69376 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі гідротехнічного будівництва і використовується для гасіння швидкостей потоку на гірських і передгірських ділянках річок з використанням біологічних способів кріплення. Відома конструкція запруди являє собою суцільну дерев'яну стінку, влаштовану впоперек річкового русла, і складену з щільно підігнаних одна під одну колод, які з'єднані між собою зарубами і гвіздками [1]. Недоліком даного технічного рішення є необхідність виконання посиленої тяжкої конструкції з багатьма з'єднаннями - зарубами, що зменшує її надійність і термін експлуатації внаслідок гниття конструкції на з'єднаннях, а також значні розмиви дна у нижньому б'єфі споруди, що спричиняє її швидке пошкодження і вимагає додаткового укріплення. Зазначена конструкція вимагає значної перевитрати деревини і кам'яного матеріалу на кріплення. Найбільш близькою до зазначеної конструкції є влаштування запруди для гасіння швидкостей річкового потоку з використанням відпрацьованих шин [2], яка являє собою горизонтальну колоду, укладену впоперек річкового потоку, з надітими на неї шинами, кінці якої вкопані у берег потоку і привантажені каменем - негабаритом, а під основу споруди укладені хмизові мати. Недоліком цього технічного рішення є зменшення енергії потоку лише за рахунок зменшення уклону поверхні потоку до споруди без додаткового гасіння енергії потоку на самій споруді, неможливість регулювати висоту споруди. Задача корисної моделі є гасіння надлишкової енергії потоку за рахунок зменшення швидкості течії потоку, а відповідно - зменшення розмиваючої здатності річки внаслідок роботи конструкції по типу водозливу з широким порогом та гасителя енергії, а тим самим - підвищення надійності споруди; можливістю регулювання висоти споруди. Поставлена задача вирішується тим, що у запруди для гасіння швидкостей річкового потоку, що складається з горизонтальної колоди, укладеної впоперек річкового потоку перпендикулярно до напряму течії потоку, кінці поперечної колоди вкопуються у берег потоку і привантажуються каменем - негабаритом, під основу споруди вкладаються хмизові мати, на колоду кріпляться поздовжні колоди меншого діаметра, на які через певний інтервал кріпляться поперечні бруси, утворюючи гребінчасту форму споруди у плані. Поздовжні колоди можуть укладатись почергово з різною довжиною, утворюючи зубчасту форму споруди у плані. Поздовжні колоди вкладаються на поперечну колоду, а на них за допомогою, наприклад, гвіздків перпендикулярно через певний інтервал кріпляться бруси; укладені під основу споруди хмизові мати попереджують місцеві розмиви дна; проростання хмизових матів поблизу берегової лінії потоку спричиняє додаткове укріплення споруди і берегової лінії поблизу споруди коренями деревних культур - складових вистілки, відновленню берегової лінії внаслідок збільшення коефіцієнта шорсткості споруди і затримки вистілкою волочених потоком наносів; влаштування споруди у плані у вигляді гребінки створює ефект гасителя енергії і зменшує швидкість річкового потоку за рахунок розщеплення потоку на окремі струмини і обтікання ними перешкод, утворення навколо струмин валиків з горизонтальною віссю, а також завдяки аерації струмин. При розщепленні потоку на окремі струмини і обтіканні ними перешкод виникає значна втрата енергії на згин струмин, на їх удар між собою після проходження перешкод, на утворення вихорів в зоні відриву струмин від перешкод і на подолання тертя рідини об поверхню конструкції. Гаситель сприяє більш рівномірному розподілу питомих витрат води, а зменшення швидкостей потоку сприяє відкладенню алювіальних наносів, замуленню берегової лінії та відновленню її природного стану без пошкодження самої споруди. Зміна кута нахилу поздовжніх колод до дна ріки дозволяє змінювати висоту споруди. Укладання поздовжніх колод почергово різної довжини, що створює зубчасту форму споруди у плані, призводить до створення додаткової мережі струмин на перепаді, які призводять до утворення в потоці водоворотів, які є областями циркуляційного руху води і здатні поглинути в собі значну кількість енергії, перетворюючи її у теплову, струмини взаємно гасять свою енергію, швидкість річкового потоку зменшується за рахунок розтікання потоку. На фіг. 1 зображено конструкцію запруди - вигляд збоку, на фіг.2 - вигляд зверху, на фіг.3 вигляд спереду. Запруда включає поперечну колоду 1 (найкраще застосовувати дерева хвойних порід), на яку за допомогою, наприклад, гвіздків 2 кріпляться поздовжні колоди меншого діаметра 3, під основу споруди вкладається хмизова вистілка 4, кінці колоди 1 вкопуються в берегову лінію потоку і привантажуються кам'яним матеріалом 5. Береги потоку по довжині споруди кріпляться кам'яним мостінням 6. На поздовжні колоди 3 за допомогою, наприклад, гвіздків 2 з певним інтервалом кріпляться поперечні бруси 7. 1 UA 69376 U 5 10 15 20 25 30 35 Конструкція працює наступним чином. Поперечна колода 1 сприймає силу струменів потоку. За рахунок поперечної колоди 1 конструкції з закріпленими на ній за допомогою, наприклад, гвіздків 2 поздовжніх колод 3 та прикріплених до поздовжніх колод поперечних брусів 7 значно зменшується швидкість річкового потоку та ерозія берегової лінії і дна потоку. Укладання поздовжніх колод почергово різної довжини зменшує швидкість річкового потоку та ерозію берегової лінії і дна потоку. Виконання конструкції у вигляді гребінки у плані приводить до утворення циркуляційних течій при обтіканні потоком поперечних брусів 7, розщеплення потоку на окремі струмини і утворенню навколо струмин валиків з горизонтальною віссю, до аерації струмин, що в сукупності зменшує швидкість річкового потоку і приводить до взаємного гасіння енергії окремих струмин потоку. При цьому значна втрата енергії йде на згин струмин, на їх удар між собою, на утворення вихорів в зоні відриву струмин від перешкод і на подолання тертя рідини о поверхню конструкції. При проростанні горизонтальної вистілки 4 здійснюється додаткове укріплення берегової лінії кореневою системою деревних культур - складових вистілки 4, а внаслідок відкладення наносів відбувається відновлення природної берегової лінії. Зміна кута нахилу поздовжніх колод 3 дозволяє змінювати висоту споруди. Виконання конструкції зубчастою у плані укладанням поздовжніх колод 3 почергово різної довжини приводить до розщеплення потоку на окремі струмини на перепаді з утворенням навколо струмин валиків з горизонтальною віссю та до взаємного гасіння енергії окремих струмин. Гаситель на перепаді сприяє більш рівномірному розподілу питомих витрат води і зменшенню швидкості води, що сприяє відкладенню алювіальних наносів, замуленню берегової лінії та відновленню її природного стану без пошкодження самої споруди. Використання конструкції гребінчастого вигляду у плані дозволяє знизити енергію потоку за рахунок гребінки - поперечних брусів, зменшуючи тим самим можливість розмиву берегової лінії та дна потоку під спорудою, сприяючи замуленню і дозволяючи тим самим підвисити стійкість і надійність споруди до пошкодження потоком води; дозволяє регулювати висоту споруди, пристосовуючи її до місцевих умов. Укладання повздовжніх колод почергово різної довжини, що утворює зубчастий тип перепаду, знижує енергію потоку, зменшуючи тим самим можливість місцевих розмивів під спорудою, підвищуючи стійкість і надійність споруди до пошкодження потоком води. Конструкція є більш довговічною і відновлює природну берегову лінію. 1. Герасимчук В.О., Климпуш М.Д., Круцик М.Д. та ін. - Річкові укріпні споруди. -Коломия.: видавничо-поліграфічне товариство "Вік".-2000. 2. Патент на корисну модель № 51364 Запруда для гасіння швидкостей річкового потоку з використанням відпрацьованих шин. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Запруда для гасіння швидкостей річкового потоку, що складається з горизонтальної колоди, укладеної впоперек річкового потоку перпендикулярно до напряму течії потоку, кінці поперечної колоди вкопані у берег потоку і привантажені каменем - негабаритом, а під основу споруди вкладаються хмизові мати, яка відрізняється тим, що на поперечну горизонтальну колоду споруди закріплені поздовжні колоди меншого діаметра, а на них розміщені поперечні бруси зі створенням гребінчастої форми споруди у плані. 2. Запруда, за п. 1, яка відрізняється тим, що поздовжні колоди споруди закріплені почергово різної довжини зі створенням зубчастої форми споруди у плані. 2UA 69376 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3