Способ и устройство для предотвращения размыва береговой кромки

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к строительству берегозащитных сооружений. Способ заключается в использовании устройства для предотвращения размыва береговой кромки. Устройство состоит из элементов, установленных с образованием раскосов и расположенных длинной стороной поперек движения потока. Элементы представляют собой сетные полотна, выполненные из гибкого материала, имеющего положительную плавучесть. Сетные полотна снабжены плавом в верхней части и грузом в нижней части и заглублены в береговую кромку с прикреплением ко дну шпильками, длина которых выбрана таким образом, чтобы исключить отрыв нижней кромки сетного полотна от дна при резком увеличении скорости потока, изменении его направления или резком увеличении уровня поверхности. Сетные полотна установлены рядами. Боковые сетные полотна, входящие в ряд, расходятся от центрального в противоположную сторону. Ряды сетных полотен выполнены различными по высоте для нахождения верхней кромки на поверхности воды и отслеживания профиля дна нижней кромки. Расстояние между рядами выбрано таким образом, что расстояние между соседними полотнами должно быть не менее двух высот сетного полотна в этой точке. За счет гибкости сетного полотна уменьшаются нагрузки на сооружение и места крепления. Предотвращается размыв береговой кромки и обеспечивается возможность образования новой береговой линии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к гидротехническим берегозащитным сооружениям.

Уровень техники

Известны следующие берегозащитные сооружения.

1. Поперечное сквозное берегозащитное сооружение (описание изобретения к патенту №227092 от 20.02.2006), состоящее из поперечных шпор, выполненных из стволов, укрепленных снизу в габионах, состоящих из сетки и камней, причем габионы выполнены в виде габионных цилиндрических фундаментов, заглубленных ниже глубины размыва, в которых вертикально установлены в одной или более линии на некотором расстоянии друг от друга поперек направлений течения реки стволы. Стволы представляют собой деревья или железобетонные столбы, закрепленные в цилиндрических габионах. При этом цилиндрические габионы по мере удаления от берега заглубляются [1]. По принципу действия: уменьшение скорости потока, протекающего через ряды стволов или железобетонных столбов, до величин, вызывающих выпадение фракционных частиц потока, - аналог предлагаемого устройства "сквозное берегозащитное сооружение" [1].

Основными недостатками данного сооружения являются:

- сложное техническое решение, вызывающее ненадежность в работе;

- эффективность крепления снижается при больших колебаниях уровня воды, скорости потока.

2. Гибкое комбинированное ячеистое крепление (описание изобретения к патенту №2212496 от 20.09.2003), содержащее сетку и камни. Крепление состоит из шарнирно соединенных железобетонных элементов, выполненных в виде образующих раскосы стержней, имеющих выпуски арматуры с кольцевыми наконечниками, причем кольцевые наконечники закреплены с помощью осей на сплошном ковре из сетки рабица, расположенной длинной стороной поперек движения потока, с образованием неизменяемых взаимосвязанных между собой треугольной в плане формы ячеек, внутреннее пространство которых заполнено каменным мощением, причем крепления упираются в свайный зуб, к которому спереди примыкает гибкий фартук, образующий со свайным зубом устойчивую на сдвиг Г-образную форму сечения [2].

Наиболее близким из аналогов к предлагаемому изобретению является патент №2212496 от 20.09.2003, который и выбран как прототип.

Недостатками данного технического решения являются:

- наличие шарнирно соединенных железобетонных элементов;

- сложность крепления сетки рабица к железобетонным элементам;

- каменное мощение внутри трехгранных ячеек придает дополнительную жесткость конструкции, которая может быть нарушена при частых резких колебаниях скоростей и уровней потока.

Сущность изобретения и его отличительные (от прототипа) признаки

Техническим результатом является предотвращение размывов береговой кромки водоемов, увеличение долговременности сроков службы берегоукрепительных сооружений, уменьшение сроков и стоимости их возведения.

Общими признаками заявленного изобретения с прототипом является устройство, состоящее из элементов, установленных с образованием раскосов и расположенных длинной стороной поперек движения потока. Для достижения технического результата данного изобретения используют перпендикулярные береговой черте выступы, уменьшающие скорость потока у береговой кромки до величин, вызывающих выпадение взвешенных в потоке частиц первоначально в самом выступе, а впоследствии по мере приближения к нему. Выступы содержат параллельно расположенные вертикальные ряды сетных полотен, боковые сетные полотна, входящие в ряд, расходятся от центрального в противоположную сторону. Ряды сетных полотен выполняют различными по высоте таким образом, что верхняя кромка находится на поверхности воды, а нижняя позволяет отслеживать профиль дна.

Все ряды сетных полотен прикреплены ко дну, высота и расстояние между которыми устанавливается в зависимости от глубины водного потока, а коренная часть сетного полотна береговой кромки закапывается в грунт.

Сетные полотна изготавливаются из гибких материалов, имеющих положительную плавучесть, снабжены дополнительным плавом в верхней части сетного полотна и грузом в нижней части, прикрепляются ко дну шпильками, заглубление которых исключает отрыв нижней кромки сетного полотна от дна при резком увеличении скорости водного потока, изменении его направления или резком изменении уровня воды.

Выступы размещаются на расстоянии не менее двух высот сетного полотна в данной точке. При таком размещении сетного полотна при минимальном их количестве устраняется или уменьшается явление, вызывающее размыв береговой кромки.

На Фиг.1 представлены направления течения и волнения водного потока, вызывающего размыв береговой кромки без берегозащитного сооружения.

На Фиг.2 показаны изменения направлений и силы воздействия водного потока на береговую кромку при применении берегозащитного сооружения из сетных полотен.

На Фиг.1 и Фиг.2 обозначено: 1 - старая береговая линия; 2 - новая береговая линия, появляющаяся при применении берегозащитного сооружения; 3 - выступы из рядов сетного полотна; 4 - направление и скорость течения водного потока в условных единицах; 5 - направление волнения водного потока.

Данное изобретение осуществляется следующим образом.

Вдоль защищаемой от размыва береговой кромки 1, перпендикулярно ей, создают выступы из рядов сетного полотна 3, которые замедляют скорость водного потока 4, выносящего частицы размываемой береговой кромки, до величины, при которой происходит выпадение из потока выносимых фракций, при этом, если в потоке, вызывающем размывание, находятся другие фракции, то выпадают и они, увеличивая количество отлагаемых осадков, тем самым предотвращается размыв береговой кромки, а также образуется новая береговая линия 2.

Выступы из рядов сетного полотна сооружают следующим образом.

Рулон сетного полотна, свернутый таким образом, что коренной конец его находится на внешней стороне рулона, начинают разматывать, заглубляя его в грунт. Дойдя до кромки воды, рулон грузят на какое-либо плавательное средство (понтон) и начинают буксировать его на глубину, разматывая при этом рулон сетного полотна, прикрепляя к нему при этом плав и груз. Исходя из состояния прибрежной полосы нижняя подбора сетного полотна может заглубляться в данный грунт или крепиться к нему шпильками, длина которых выбирается таким образом, чтобы исключить отрыв нижней кромки сетного полотна от дна при резком увеличении скорости потока, изменении его направления или резком изменении уровня поверхности.

Аналогичным образом монтируется следующий ряд сетного полотна исходя из условия, что он должен находиться на расстоянии не менее двух высот сетного полотна в данной точке. Боковые сетные полотна, входящие в ряд, расходятся от центрального в противоположную сторону.

Применение сетного полотна является главным преимуществом, так как гибкость его в горизонтальном, вертикальном и продольном направлении значительно снижает нагрузки на него самого и места крепления даже при резких изменениях динамических нагрузок.

Предлагаемое техническое решение использования сетного полотна в качестве главного регулятора изменения факторов, влияющих на разрушение береговой полосы, позволяет осуществлять это в очень широком диапазоне, меняя характеристики сетного полотна (шаг, диаметр нити) и его пространственное положение относительно действующих факторов.

Данное техническое решение дешевле известных аналогичных, так как уменьшаются нагрузки и не требуется применение дорогостоящих материалов, например железобетона.

Предлагаемое техническое решение экологически безопасно, так как сетные полотна изготавливают из современных полимерных материалов.

Источники информации

1. Описание изобретения к патенту №227092 от 20.02.2006 «Поперечное сквозное берегозащитное сооружение».

2. Описание изобретения к патенту №2212496 от 20.09.2009 «Гибкое комбинированное ячеистое крепление» - (прототип).

1. Устройство для предотвращения размыва береговой кромки, состоящее из элементов, установленных с образованием раскосов и расположенных длинной стороной поперек движения потока, отличающееся тем, что элементы представляют собой сетные полотна, выполненные из гибкого материала, имеющего положительную плавучесть, и снабжены плавом в верхней части и грузом в нижней части, заглублены в береговую кромку с прикреплением ко дну шпильками, длина которых выбрана таким образом, чтобы исключить отрыв нижней кромки сетного полотна от дна при резком увеличении скорости потока, изменении его направления или резком увеличении уровня поверхности, причем сетные полотна установлены рядами, при этом боковые сетные полотна, входящие в ряд, расходятся от центрального в противоположную сторону, ряды сетных полотен выполнены различными по высоте для нахождения верхней кромки на поверхности воды и отслеживания профиля дна нижней кромки, при этом расстояния между рядами выбраны таким образом, что расстояние между соседними полотнами должно быть не менее двух высот сетного полотна в этой точке.

2. Способ для предотвращения размыва береговой кромки, состоящий в использовании устройства по п.1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям для укрепления берегов, дамб, русел и поверхностей иных объектов. Гибкий бетонный мат содержит бетонные блоки, соединенные между собой порядно и в рядах с зазором замоноличенным канатом.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям. Способ подъема уровня воды в малых водотоках после дноуглубительных работ включает возведение подпорной плотины после завершения дноуглубительных работ.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационной защиты ложа каналов и водоемов различного назначения.

Группа изобретений относится к гидротехническому строительству. Гибкое защитное бетонное покрытие образовано из гибких защитных бетонных матов.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к гибкому бетонному покрытию для защиты берегового откоса или склона, которое предназначено для укладки его на грунтовом береговом откосе или склоне, подверженном размыву.

Изобретение относится к области гидротехники. .

Изобретение относится к области строительства, предназначено для изготовления пространственно-полимерных решеток (ППР), используемых для армирования строительных конструкций и укрепления слабых оснований промышленных и гражданских сооружений, откосов береговых линий и русел водоемов, при строительстве аэродромов, дорожных одежд, откосов, подпорных стенок.

Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано в качестве берегоукрепительных конструкций в размываемых руслах рек, каналов и других сооружениях, а также при укладке тротуарной плитки.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к искусственным волноломам. .

Изобретение относится к защите объектов окружающей среды и, в частности, к защите морских террас, береговых откосов от ветровой и водной эрозии. .

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и предназначено для защиты берегов и восстановления прибрежных ландшафтов рек. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может использоваться для защиты населенных прибрежных территорий морей и океанов от ударного разрушительного воздействия волн цунами.

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для защиты поселений и различных сооружений на морских берегах от действия цунами, наводнений, штормов и ураганов в районах, подверженных указанным природным катаклизмам.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при защите песчаных пляжей от размыва прибойными волнами. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при стабилизации склонов, подверженных воздействию подземных вод. .

Изобретение относится к войсковым оборонительным сооружениям и может использоваться в качестве ограждающих конструкций, применяемых при фортификационном оборудовании позиций и районов расположения войск, а также при строительстве различных защитных сооружений и заграждений, при строительстве гидротехнических сооружений и усилении откосов дорог.

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений, используемых при ирригационных работах, благоустройстве рек, укреплении и защите склонов, возведении подпорных стен.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при защите песчаных пляжей от размыва прибойными волнами. .

Изобретение относится к области прикладной экологии и может быть использовано для защиты песчаных пляжей от размыва при экстремальном воздействии ветровых волн водной поверхности.

Изобретение относится к гидротехническому строительству берегозащитных сооружений. .

Способ защиты от волнового воздействия одиночного гидротехнического сооружения заключается в том, что набегающие на гидротехническое сооружение волны разводят по обе стороны вокруг сооружения путем создания расходящихся в обе стороны поперек направления волн горизонтальных приповерхностных течений, формирующихся плоскосимметричным всплывающим газожидкостным потоком, который создают в водной среде под набегающими волнами. Плоскость симметрии расположена в диаметральной плоскости сооружения и перпендикулярна движению волн. Расход газа, преимущественно воздуха, подбирают так, чтобы горизонтальная скорость приповерхностных течений газожидкостного потока была не менее 0,2 скорости набегающих волн. Зону, где формируют газожидкостный поток, располагают в указанной плоскости симметрии на расстоянии перед гидротехническим сооружением не ближе (0,3-0,5) ширины и не далее (1,5-2,0) длины гидротехнического сооружения. Длиной считается габарит сооружения по диаметральной плоскости в направлении волны, а шириной считается габарит по фронту волны. Газожидкостный поток создают на глубине не менее 0,6 амплитуды набегающей волны путем подачи под давлением в водную среду воздуха с образованием пузырьков. Устройство для осуществления способа включает средство отвода по обе стороны вокруг гидротехнического сооружения набегающих волн на основе использования газообразного вещества, преимущественно воздуха. Указанное средство выполнено в виде аэратора водной среды пузырьковыми воздушными включениями, состоящего из расположенной по диаметральной плоскости сооружения вдоль направления движения набегающих волн перфорированной трубки 1 и сообщенного с ней магистралью 2 источника повышенного давления воздуха 3. Длина трубки 1 составляет (1-1,5) длины гидротехнического сооружения, а отстояние ближнего от упомянутого сооружения торца трубки составляет (0,3-0,5) ширины сооружения. Трубка расположена погруженной под воду на глубину, равную не менее 0,6 амплитуды набегающей волны, считая от поверхности спокойной воды. Обеспечивается эффективная защита одиночного гидротехнического сооружения от силового воздействия набегающих на него волн. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к строительству берегозащитных сооружений. Способ заключается в использовании устройства для предотвращения размыва береговой кромки. Устройство состоит из элементов, установленных с образованием раскосов и расположенных длинной стороной поперек движения потока. Элементы представляют собой сетные полотна, выполненные из гибкого материала, имеющего положительную плавучесть. Сетные полотна снабжены плавом в верхней части и грузом в нижней части и заглублены в береговую кромку с прикреплением ко дну шпильками, длина которых выбрана таким образом, чтобы исключить отрыв нижней кромки сетного полотна от дна при резком увеличении скорости потока, изменении его направления или резком увеличении уровня поверхности. Сетные полотна установлены рядами. Боковые сетные полотна, входящие в ряд, расходятся от центрального в противоположную сторону. Ряды сетных полотен выполнены различными по высоте для нахождения верхней кромки на поверхности воды и отслеживания профиля дна нижней кромки. Расстояние между рядами выбрано таким образом, что расстояние между соседними полотнами должно быть не менее двух высот сетного полотна в этой точке. За счет гибкости сетного полотна уменьшаются нагрузки на сооружение и места крепления. Предотвращается размыв береговой кромки и обеспечивается возможность образования новой береговой линии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх