Селегаситель

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано как для защиты от грязевых и грязекаменных селевых потоков отдельных объектов, так и для предупреждения образования селевых волн на отдельных участках селевых русел или на всем их протяжении. Селегаситель состоит из свай. Сваи расположены поперек русла в шахматном порядке на всем отрезке селевого русла. Сваи расположены с густотой, достаточной для обеспечения относительной эквивалентной шероховатости не менее 0,1. При этом отметки вершин свай в верхней части защищаемого отрезка русла соответствуют высоте селевых волн. Отметки вершин свай в средней и нижней частей русла соответствуют отметкам максимальных паводочных расходов. Обеспечивается эффективное гашение селевых потоков. 3 ил.

 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано как для защиты от грязевых и грязекаменных селевых потоков отдельных объектов, так и для предупреждения образования селевых волн на отдельных участках селевых русел или на всем их протяжении.

Отдаленным аналогом изобретения являются отдельно стоящие препятствия обычно в виде конических земляных насыпей, расположенных в два ряда в шахматном порядке на пути движения снежных лавин на участке их выхода на пологий склон, предназначенные для остановки движения снежной массы перед защищаемым объектом (В. Фляйг. Внимание, лавины. М.: изд-во иностранной литературы, 1960. С.170-172).

Из уровня техники известны также противоселевые устройства в виде сквозных свайных сооружений самых разнообразных типов (SU 1193209 А, SU 1650852 A1, SU 1331942 A1, SU 1511323 A1), предназначенных для разрушения селевой волны с частичным или полным задержанием крупнообломочного материала.

Наиболее близким аналогом является противоселевое устройство (авторское свидетельство SU 1724789 A1), состоящее из 4-х рядов наклоненных навстречу селевому потоку свай с насаженными на них упругими кольцевыми элементами, предназначенными для амортизации ударов от крупных обломков породы. Вершина каждой сваи нижнего ряда соединена тросами с основаниями двух ближайших свай верхнего ряда, образуя единую механически связанную конструкцию, предназначенную для поглощения энергии селевых волн и их задержания на незначительном по длине отрезке селевого русла.

Основным конструктивным элементом во всех перечисленных выше противоселевых сооружениях и наиболее близкого аналога являются компактно расположенные на ограниченном отрезке русла сваи, воспринимающие в конечном итоге динамическую нагрузку селевых волн и задерживающие крупнообломочный материал потока. Общим недостатком таких сооружений является то, что их селезащитная эффективность сохраняется лишь до заполнения наносами расчетного объема верхнего бьефа сквозной плотины (С.М. Флейшман. Сели. Л.: «Гидрометеоиздат», 1978. С.264). Для восстановления работоспособности необходимо удалять наносы. Кроме того, такие сооружения часто не выдерживают динамических нагрузок и разрушаются. Например, сборная сквозная плотина конструкции Херхерулидзе, построенная в селеопасном селевом русле р.Дуруджи была сработана (заполнена наносами) и частично разрушена селевым потоком в 1975 году (С.М. Флейшман. Сели. Л. «Гидрометеоиздат», 1978. С.259-262). Селезадерживающая плотина сквозного типа на реке Герхожан-Су (Кабардино-Балкария) была полностью разрушена селевым потоком 20 августа 1999 года (Э.В. Запорожченко. Сели бассейна р.Герхожан-Су: история проявления, условия формирования, энергетические характеристики. (Сб. научн. Тр. Севкавгипроводхоза. Вып.15. Пятигорск, 2002. С.80-148).

Технический результат изобретения заключается в увеличении относительной эквивалентной шероховатости селевого русла до 0,1 и более во всем диапазоне расходов, в котором возможен нестационарный (волновой) режим движения потока.

Технический результат достигается за счет размещения свай рядами поперек русла в шахматном порядке на всем отрезке селевого русла, подлежащего защите, с густотой, достаточной для обеспечения относительной эквивалентной шероховатости не менее 0,1, при этом отметки вершин свай в верхней части защищаемого отрезка русла соответствуют высоте селевых волн, а средней и нижней частей русла - отметкам максимальных павадочных расходов.

Высокие значения эквивалентной шероховатости (0,1 и более) сохраняются при любых значениях уровня воды в русле благодаря тому, что с увеличением отметок уровня пропорционально увеличивается глубина затопления свай. При таких значениях относительной эквивалентной шероховатости трансформация стационарного потока в волновой (селевой) не возможна, а волны селевого потока при поступлении на участок русла с относительной шероховатостью 0,1 и более распластываются по руслу, превращаясь в стационарный поток. При этом селевые волны не образуются или гасятся в русле с относительной шероховатостью 0,1 и более и тем самым предотвращаются разрушительные последствия селевых потоков, которые при тех же расходах, что и паводки, многократно больше последних. Это связано с характерной особенностью грязевых и грязекаменных селевых потоков, заключающейся в том, в селевом потоке движение селевой массы происходит не в стационарном режиме, а в виде отдельных волн, в лобовой части которых имеется вихрь с горизонтальной осью, поэтому их часто называют катящимися. Между волнами глубина потока уменьшается вплоть до полного обсыхания русла, поэтому высота волн в лобовой части многократно превосходит глубину стационарного потока с близкими расходами и, соответственно, скорость движения селевых волн значительно больше, чем скорость стационарного потока. Вихрь с горизонтальной осью в лобовой части волны отличается высокой эродирующей способностью, что приводит к насыщению потока наносами, включая и крупные обломки породы и, соответственно, к увеличению плотности селевого потока до 1,4-1,9 т/м3 и более (С.М. Флейшман. Сели. Ленинград. Гидрометеоиздат, 1978. С.76). Эти особенности селевых потоков обусловливают их высокую разрушительную способность.

Для повышения относительной шероховатости русла селевого потока используются сваи расположенные в шахматном порядке на протяжении всего отрезка русла, где необходимо исключить селевые проявления, с густотой обеспечивающей относительную шероховатость не менее 0,1. Для обеспечения указанного выше значения относительной шероховатости во всем диапазоне расходов в селевом русле высота надземной части свай должна быть равна глубине воды при максимальных расходах. В верхней части отрезка русла высота свай над отметками поверхности дна увеличивается до высоты селевых волн. Относительная шероховатость русла 0,1 и более исключает возможность образования селевых волн и обеспечивает распластывание волн, сформировавшихся выше защищаемого отрезка русла.

От наиболее близкого аналога (авторское свидетельство SU 1724789 A1) изобретение отличается следующим: 1) сваи располагаются не компактно, а на протяжении всего защищаемого отрезка русла, 2) высота свай соответствует максимальным отметкам максимальных расходов, 3) в верхней части отрезка русла высота свай увеличивается до высоты селевых волн, 4) сваи не снабжены эластичными амортизирующими элементами, 5) густота и высота свай обеспечивает повышение эквивалентной относительной шероховатости до 0,1 и более во всем диапазоне уровней паводковых расходов.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено размещение свай на отрезке русла с противоселевой защитой (вид сверху), фиг.2 иллюстрирует распределение высот надземной части свай на всем протяжении отрезка русла с противоселевой защитой (вид сбоку), на фиг.3. показано положение свай (вид сбоку) с восстановленной работоспособностью селегасителя после отложения селевых наносов.

Селезащита осуществляется путем заглубления стальных свай любого сечения в дно русла на защищаемом отрезке в шахматном порядке с густотой обеспечивающей относительную эквивалентную шероховатость не менее 0,1. Заглубление свай в грунт должно быть достаточным для того, чтобы обеспечить их устойчивость в потоке. В верхней части защищаемого отрезка русла заглубление свай в грунт должно быть больше, чтобы они могли противостоять ударам крупных обломков скальной породы, транспортируемыми селевыми волнами. Отметки вершин свай в средней и нижней частях защищаемого отрезка русла должны соответствовать отметкам уровня максимальных паводочных расходов. В верхней части защищаемого отрезка русла высота надземной части свай увеличивается до высоты селевых волн. При отложении селевых наносов на защищаемом отрезке русла для восстановления работоспособности селегасителя сваи вытягиваются из грунта до уровня, обеспечивающего первоначальную высоту надземной части свай.

Возможность достижения заявленного результата подтверждается экспериментальными исследованиями, согласно которым при малых глубинах потока вязкой жидкости и, соответственно, высокой относительной шероховатости нестационарное движение с образованием волн не реализуется (Г.А. Ларионов, О.Г. Бушуева, М.В. Топунов. Результаты экспериментального исследования волнового движения вязкой жидкости в потоках // Эрозионные и русловые процессы. Вып.15. Изд-во МГУ. 2005. С.8-21). Прямыми экспериментами по исследованию влияния свай на нестационарный волновой поток было показано, что при определенной густоте свай нестационарный поток с катящимися волнами трансформируется в стационарный.

Селегаситель, состоящий из свай, расположенных рядами поперек русла в шахматном порядке, отличающийся тем, что сваи расположены в шахматном порядке на всем отрезке селевого русла, подлежащего защите с густотой, достаточной для обеспечения относительной эквивалентной шероховатости не менее 0,1, при этом отметки вершин свай в верхней части защищаемого отрезка русла соответствуют высоте селевых волн, а средний и нижней частей русла - отметкам максимальных паводочных расходов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для создания временных перемычек с целью отсечки воды в гидроканалах или водохранилищах при ведении строительных, монтажных и ремонтных работ, а также в качестве водооградительных дамб для защиты населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных объектов от затопления и подтопления при паводках.

Изобретение относится к строительству защитных дамб от затопления прибрежных территорий, разрушения гидротехнических сооружений, береговых откосов штормами, подвижками льда в арктических морях.

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано в качестве природоохранных берегоукрепительных сооружений в регулируемых руслах рек.

Изобретение относится к гидротехническому и мелиоративному строительству и может быть использовано в качестве природоохранных берегоукрепительных сооружений в регулируемых руслах рек.

Изобретение относится к средствам защиты приморских городов и территорий от наводнений, вызываемых нагонными волнами или цунами, с помощью дамб и других инженерных сооружений.
Изобретение относится к гидротехническому строительству защитных водоподпорных дамб на местности перед фронтом стихийного натиска воды. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве руслорегулировочных и берегоукрепительных сооружений в размываемых руслах рек.
Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к сооружению защитных водоподпорных дамб. .

Шлюз // 2307890
Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к шлюзам со сберегательным бассейном. .

Шлюз // 2304660
Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к шлюзам со сберегательным бассейном. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве водоподпорного инженерного защитного сооружения, в том числе при предупреждении и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Система содержит одну или несколько секций 1, состоящих из двух внутренних водонаполняемых оболочек 2, внешней защитной оболочки 3, герметичных с двух боковых сторон. Система содержит мембраны 10 и анкеры 9 в основании секций и включает водослив практического профиля 5 с гибким отводящим лотком 7. Параболическая форма лотка 7 поддерживается продольными водонаполняемыми оболочками 8. Секции 1 соединены между собой при помощи гибких связей 4. Способ возведения системы мобильных защитных дамб включает выбор трассы, раскладку и наполнение секции 1. При помощи устройства наполнения оболочки 6 заполняют две внутренние водонаполняемые оболочки 2. Затем заполняют внешнюю защитную оболочку 3. Под действием давления внутри внешней защитной оболочки посредством мембраны 10 выдвигаются анкера 9. Затем при помощи гибкой связи 4 к торцу секции 1 по ходу трассы устанавливают следующую секцию 1 или водослив практического профиля 5 и прикрепляют гибкий отводящий лоток 7 с продольными водонаполняемыми оболочками 8. Далее в зависимости от протяженности защищаемой территории прикрепляют одну или несколько секций 1. Обеспечивается безопасность при повышении уровня в естественных или искусственных водотоках, при прорыве гидротехнических сооружений (плотин), отвод избытка водного потока в естественные понижения, не подвергая населенные пункты затоплению. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к мероприятиям, обеспечивающим предотвращение наводнений. Способ включает мероприятия по разрушению ледового покрова реки и возведению водоограждающего устройства. Разрушение ледового покрова реки осуществляют путем проведения многократных параллельных сквозных пропилов 8. Водоограждающее устройство 1 сооружают в виде ледовой дамбы на потенциально подтапливаемом берегу 5. Дамбу сооружают из ледяных блоков, полученных в результате распиловочных работ на реке. Высота дамбы должна быть превышающей максимальный уровень предполагаемого подъема воды. Способ позволяет ускорить пропуск паводковых вод в период весеннего половодья, снизить экономический ущерб от наводнений и увеличить надежность защиты населения и территорий. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к противопаводковым мероприятиям. Способ включает возведение на пониженных и подверженных затоплению участках или на водоподпорных грунтовых сооружениях берегоукрепительных защитных сооружений в виде сборно-разборной напорной конструкции 1 против переливающегося потока с закреплением водонепроницаемых защитных средств со стороны наклонной напорной части и с возможностью демонтажа по окончании паводка. Сборно-разборную напорную конструкцию 1 выполняют модульного типа с опорными узлами и с наклонной напорной гранью. Модули собирают в виде стержневых тетраэдров быстроразъемной конструкции по схеме трехшарнирной арки либо по схеме сварной или разборной арки. Модули устанавливают на расстоянии друг от друга или рядом с учетом особенностей рельефа и формы очертания напорной конструкции и закрепляют их либо в грунте с помощью опорных элементов, либо на фундаменте, уложенном на гидроизоляционном слое. В модулях устанавливают массив 5, обеспечивающий устойчивость от воздействия гидростатического давления, и соединяют модули между собой с помощью щитов 7 и/или стержней, которые закрепляют в узлах модулей с помощью соединительных элементов. С напорной стороны устанавливают гидроизоляционные защитные средства, образующие водонепроницаемую защиту в напорной зоне с жесткой и/или гибкой конструкцией напорной грани. Повышается эффективность способа противопаводковой защиты путем обеспечения безопасных паводковых расходов через грунтовые сооружения при условии обеспечения целостности защитной противопаводковой конструкции, снижаются трудозатраты при ее возведении и обеспечивается возможность использования на местности со сложным рельефом. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, предназначенным для защиты территорий от наводнений путем регулирования стока рек. Плотина сооружается на притоках главных рек с возможностью образования в зоне формирования паводка временного водохранилища и укладывается поперек русла притока в виде трапециевидной призмы. Плотина выполнена из водонепроницаемых мешков с сыпучим наполнителем. Мешки уложены вдоль русла притока послойно, с чередованием слоев с продольным 6 и поперечным 7 относительно русла расположением мешков. Нижний слой образован из продольно расположенных мешков. В свою очередь продольные ряды мешков уложены на расстоянии друг от друга. Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в возможности возведения противопаводковой плотины в руслах рек любой конфигурации и в любых геологических условиях. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству водооградительных дамб для защиты населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных объектов от затопления и подтопления при паводках. Гидротехническое оградительное сооружение включает соединенные между собой ячейки с вертикальными водонепроницаемыми гибкими стенками из наружной и внутренней оболочек. Оболочки связаны между собой внутренними, верхними и нижними перемычками. Полости между наружными и внутренними оболочками заполнены сжатым воздухом. Верхние перемычки соединены растяжками с якорями. Полость между внутренними гибкими стенками ячеек заполнена балластным материалом. Верхние перемычки вертикальных водонепроницаемых гибких стенок выполнены в виде съемных жестких стержней. Нижние перемычки выполнены сплошными из гибкого водонепроницаемого материала. Наружные оболочки вертикальных стенок оснащены на краях едиными штуцерами для подвода, отвода сжатого воздуха или жидкости во внутренние полости ячеек. Целесообразность использования заявленного устройства обусловлена повышением эффективности предлагаемого быстровозводимого гидротехнического оградительного сооружения малой удельной массы, обеспечением возможности его многократной установки и переустановки в различных местах с минимальными трудозатратами. 1 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству водооградительных дамб для защиты населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных объектов от затопления и подтопления при паводках, а также временных перемычек с целью отсечки воды в гидроканалах или водохранилищах при проведении строительных и ремонтных работ. Защитное гидротехническое сооружение включает две заполняемые через штуцеры водой или воздухом гибкие замкнутые оболочки, каждая из которых снабжена двумя эластичными боковыми ребрами, расположенными вдоль образующих оболочек. Оболочки соединены между собой соседними внутренними ребрами оболочек. Гибкие замкнутые оболочки выполнены разного диаметра и соединены на расстоянии друг от друга не менее трех диаметров оболочки меньшего диаметра. Соотношение диаметров гибких замкнутых оболочек составляет 1:2. К обоим внешним ребрам и торцевым стенкам гибких замкнутых оболочек герметично прикреплена гибкая оболочка с поплавком в виде единой гибкой цилиндрической замкнутой оболочки, снабженной штуцерами подачи воздуха и штуцерами для заполнения водой ее внутреннего объема. Целесообразность использования заявленного технического решения обусловлена повышением эффективности заявленного быстровозводимого гидротехнического сооружения малой удельной массы, обеспечением возможности его многократной установки и переустановки в различных местах с минимальными трудозатратами. 3 ил.

Изобретение предназначено для заполнения рукавной, мешковидной емкости из геотекстильного материала зернистыми, порошкообразными сыпучими материалами, преимущественно песком, а также гравием, щебнем, грунтом или подобными строительными материалами для возведения защитных сооружений, валов, дамб и противошумовых стен. Устройство содержит перемещаемый корпус с транспортером. Входная сторона корпуса выполнена с возможностью заполнения материалом. Рукав принимает материал на выходной стороне транспортера и формуется на боковой поверхности корпуса. Материал рукава разматывается в виде полотнища подающим устройством (12). Устройство соединяет продольные стороны полотнища в зоне боковой поверхности. Корпус (6) поперек направления перемещения состоит из вертикального трубчатого тела (15). Трубчатое тело взаимодействует с подающим устройством. Подающее устройство выполнено в виде размоточного устройства (16) с роликом и вращается вокруг боковой поверхности (10) трубчатого тела. Каркас (20) подающего устройства оснащен рулонами (17, 18 или 19) и состоит из двух расположенных друг над другом треугольных рам (22, 23). По углам рам расположены опоры (24) осей (21) рулонов (17, 18, 19). Изобретение обладает простотой конструкции. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано преимущественно в мелиорации для весеннего орошения сенокосных угодий аласов, где протекает ручей, а также в других областях народного хозяйства при необходимости кратковременного поднятия уровня воды в ручье. Временное водоограждающее сооружение из намороженного льда и снега включает деревянные столбы, на которые наморожены ограждающие снег и лед. Деревянные столбы, вкопанные в землю дна русла ручья и вмерзшие в ней как сваи, покрыты сверху слоем из сухой травы, камыша. Изобретение обеспечивает повышение продуктивности сенокосных и пастбищных аласов. 2 ил.
Наверх