FR2520024A1 - Deversoir de barrage - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B8/00—Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
- E02B8/06—Spillways; Devices for dissipation of energy, e.g. for reducing eddies also for lock or dry-dock gates
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES DEVERSOIRS D'OUVRAGES HYDROTECHNIQUES ET A NOTAMMENT POUR OBJET LES DEVERSOIRS DE BARRAGES. LE DEVERSOIR DE BARRAGE RELIANT LES BIEFS AMONT ET AVAL 1, 2 EST EXECUTE SOUS LA FORME D'UN EJECTEUR D'EAU ET D'AIR. IL COMPORTE DES CANAUX D'AMENEE D'AIR 4, DES BUSES D'AMENEE D'EAU 6, LES SECTIONS D'ENTREE DESQUELLES SONT DISPOSEES DANS LE BIEF AMONT 1. LES SECTIONS DE SORTIE 11 DES BUSES 6 ET LES SECTIONS DE SORTIE 12 DES CANAUX 4 DEBOUCHENT DANS L'ANTICHAMBRE 7. A L'ANTICHAMBRE 7, ON A RELIE EN SERIE UNE CHAMBRE DE MELANGE 8 ET UN DIFFUSEUR 9 POUR FORMER AVEC CELLE-CI ET AVEC LES BUSES 6 UN CANAL DU DEVERSOIR. LA SECTION DE SORTIE 14 DU DIFFUSEUR 9 DEBOUCHE DANS LA COUCHE PRES DU FOND DU BIEF AVAL 2. L'INVENTION PEUT ETRE APPLIQUEE AVEC SUCCES A L'EVACUATION DE L'EAU DES OUVRAGES HYDROTECHNIQUES ET L'AERATION DE L'EAU
Description
DEVERSOIR D BARRAGE
L'invention concerne les déversoirs d' ouvrages hydrotechniques et a notamment pour objet les déversoirs de barrages.
L'invention concerne les déversoirs d' ouvrages hydrotechniques et a notamment pour objet les déversoirs de barrages.
L'invention revendiquée peut être appliquée à l'évacuation de l'eau d'un ouvrage hydrotechnique, à l'aération de 11 eau, à la dissipation de l'énergie de cinétique du courant d'eau évacuée, à la saturation de l'eau en oxygène et à son épuration des impuretés pouvant être éliminées par flottation et oxydation.
Les déversoirs des barrages réalisés sous forme de canaux découverts ou couverts mettant en communication des bassins d'eau se trouvant en amont et en aval du barrage et équipés de dissipateurs d'énergie du courant d'eau sont connus (cf. la description du brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique n02103600 cl. 61-18, du 21 décembre 1935, du certificat d'auteur de l'URSS n0124370 cl.E028 8/06, du lO février 1959 et .du certificat d'auteur de l'URSS 697628 ci. E02B 8/06, du 3 octobre 1974 ) . Gracie A l'utilisation des dissipateurs , ces déversoirs peuvent non seulement remplir leur fonction princip.ale qui consiste à assurer un débit
nécessaire d'eau d'une manière organisée du bief amont au bief aval, mais prevenir aussi des détériorations graduelles des parois du déversoir et du fond du bief aval.En règle générale, les déversoirs pourvus de dissipateurs d'énergie du courant sont installés sui des barragesseuils construits dans les bassins d'eau courante et desti - nés A assurer une montée relativement faible du niveau dans
un bassin d'eau en amont du barrage afin d'assurer, par exemple, une navigation fiable.Du fait que la différence
entre les niveaux des biefs amont et aval de ce barrage est relativement petite, oriestime qu'il n'est pas avantageux de l'utiliser au point de vue de l'économie, par exemple pour la production d'énergie électrique. En même temps, cette différence entre les niveaux est nuisible pour l'organisation du passage de l'eau du bief amont au
bief aval, car la charge du courant rapide d'eau provoque des détériorations progressives des parois du déversait
disposées au voisinage du bief aval et du fond du bief aval.Pour prévenir ces détériorations, on a prévu dans les constructions connues la dissipation de la pression cinétique de l'eau en éoeulenent. A cet effet, on installe, dans les secteurs de sortie du déversoir, des dissipateurs d'énergie cinétique du courant, exécutés soit sous
forme de petites piles à nauvais carénae, nrovoquant
de grandes pertes de charge du courant qui les traver
sent (cf. le brevet d'invention des Etats-Unis
d'Amérique, n02l03600),soit sous la forme d'une grille séparant le courant en jets isolés, par la collision des
quels on obtient une dissipation de l'énergie cinétique du courant (cf. le certificat d'auteur de l'URSS n0 124300) soit encore sous forme de chenaux évasés installés
par étages sur des piles convorgentes (cf. le certificat d'auteur de l'URSS n0697628) où la dissipation se produit au moyen de deux mécanismes appliqués dans deux solutions précédentes.
nécessaire d'eau d'une manière organisée du bief amont au bief aval, mais prevenir aussi des détériorations graduelles des parois du déversoir et du fond du bief aval.En règle générale, les déversoirs pourvus de dissipateurs d'énergie du courant sont installés sui des barragesseuils construits dans les bassins d'eau courante et desti - nés A assurer une montée relativement faible du niveau dans
un bassin d'eau en amont du barrage afin d'assurer, par exemple, une navigation fiable.Du fait que la différence
entre les niveaux des biefs amont et aval de ce barrage est relativement petite, oriestime qu'il n'est pas avantageux de l'utiliser au point de vue de l'économie, par exemple pour la production d'énergie électrique. En même temps, cette différence entre les niveaux est nuisible pour l'organisation du passage de l'eau du bief amont au
bief aval, car la charge du courant rapide d'eau provoque des détériorations progressives des parois du déversait
disposées au voisinage du bief aval et du fond du bief aval.Pour prévenir ces détériorations, on a prévu dans les constructions connues la dissipation de la pression cinétique de l'eau en éoeulenent. A cet effet, on installe, dans les secteurs de sortie du déversoir, des dissipateurs d'énergie cinétique du courant, exécutés soit sous
forme de petites piles à nauvais carénae, nrovoquant
de grandes pertes de charge du courant qui les traver
sent (cf. le brevet d'invention des Etats-Unis
d'Amérique, n02l03600),soit sous la forme d'une grille séparant le courant en jets isolés, par la collision des
quels on obtient une dissipation de l'énergie cinétique du courant (cf. le certificat d'auteur de l'URSS n0 124300) soit encore sous forme de chenaux évasés installés
par étages sur des piles convorgentes (cf. le certificat d'auteur de l'URSS n0697628) où la dissipation se produit au moyen de deux mécanismes appliqués dans deux solutions précédentes.
Il convient de noter qu'on n'utilise absolument pas l'énergie de la pression cinétique de l'eau passant par des déversoirs connus et elle est irrévocablement perdue.
Il existe aussi des dispositifs (cf. les déscriptions des brevets d'invention des Etats-Unis d'Amérique ne3 461 674, cl. 61-2 et n03893924 cl. 210-220) destinées
a l'aération de l'eau dans des bassins d'eau et réalisés sous la forme d'un systèmedetubes perforés d'orifices disposés près du fond du bassin d'eau. A travers ces orifices, l'air mélangé au préalable avec de l'eau, débouche dans les couches situées près du fond du bassin d'eau. Le mélange air-eau est amené dans ces tubes sous une pression.
a l'aération de l'eau dans des bassins d'eau et réalisés sous la forme d'un systèmedetubes perforés d'orifices disposés près du fond du bassin d'eau. A travers ces orifices, l'air mélangé au préalable avec de l'eau, débouche dans les couches situées près du fond du bassin d'eau. Le mélange air-eau est amené dans ces tubes sous une pression.
sunérieure à celle de s couches situées près du fond soit & l'aide d'un mélangeur (brevet d'invention des
Etats-Unls d'Amérique n03461647) dans lequel l'air et l'veau sont refoulés par un ventilateur et une pompe respectivement, soit a l'aide d'un éjecteur d'eau et d'air (brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique n03893924) dans lequel l'air est entraîné par l'eau refoulée par la pompe. Toutefois, pour pomper l'air, il faut dépenser une énergie pour l'entratnement de la pompe et du ventillateur.A la suite du fonctionnement continu de ces dis positifs, la valeur de cette consommation d'énergie pendant un delai limité, par exemple pendant un an est notable. Sn outre. les particularités constructives de ces solutions sont telles qu'il est impossible de les utiliser en tant que déversoir d'un barrage.
Etats-Unls d'Amérique n03461647) dans lequel l'air et l'veau sont refoulés par un ventilateur et une pompe respectivement, soit a l'aide d'un éjecteur d'eau et d'air (brevet d'invention des Etats-Unis d'Amérique n03893924) dans lequel l'air est entraîné par l'eau refoulée par la pompe. Toutefois, pour pomper l'air, il faut dépenser une énergie pour l'entratnement de la pompe et du ventillateur.A la suite du fonctionnement continu de ces dis positifs, la valeur de cette consommation d'énergie pendant un delai limité, par exemple pendant un an est notable. Sn outre. les particularités constructives de ces solutions sont telles qu'il est impossible de les utiliser en tant que déversoir d'un barrage.
On connaît aussi un déversoir de barrage (cf. la
description du certificat d'auteur de l'URSS n 3486678, ol. E02B 1969) reliant les biefs aval et amont et com
prenant des canaux d'amenée d'air. Dans ce déversoir, la protection du parement profilé contre la détérioration par la pression cinétique de l'eau est assurée par l'air entratné dans le courant d'eau circulant 9 travers
les orifices dans lesdits canaux reliés & l'atmosphère et prévus sous le parement profilé sous l'action de la
dépression .Grâce & cette méthode d'utilisation de l'énergie cinétique de l'eau de circulation, ledit dispositif connu,non seulement previent la détérioration de la surface du déversoir,mais assure aussi l'aération de l'eau ce qui contribue & sa saturation en oxygène.
description du certificat d'auteur de l'URSS n 3486678, ol. E02B 1969) reliant les biefs aval et amont et com
prenant des canaux d'amenée d'air. Dans ce déversoir, la protection du parement profilé contre la détérioration par la pression cinétique de l'eau est assurée par l'air entratné dans le courant d'eau circulant 9 travers
les orifices dans lesdits canaux reliés & l'atmosphère et prévus sous le parement profilé sous l'action de la
dépression .Grâce & cette méthode d'utilisation de l'énergie cinétique de l'eau de circulation, ledit dispositif connu,non seulement previent la détérioration de la surface du déversoir,mais assure aussi l'aération de l'eau ce qui contribue & sa saturation en oxygène.
Pourtant, du fait que dans le dispositif connu conçu comme un déversoir découvert la pression statique dans le courant de l'eau de circulation est voisinede la pression atmosphérique et qu'on n'a pas réussi i créer, de ce fait, une dépreêsion sensible dans les orifices de sortie des canaux amenant l'air, le débit d'air aspiré dans le courant d'eau est petit et, par conséquent, le taux de saturation de l'eau en oxygène est faible. C'est la cause de l'utilisation peu efficace de l'énergie cinétique (dans lq dispositif connu)de l'eau circulant par le barrage.
On s'eat donc proposé de mettre au point un déversoir
de barrage dont la réalisation constructive permettrait d'élever le débit d'air entrant en contact
l'eau circulant dans le barrage et assurerait, lors de la circulation de l'eau, une dissipation plus efficace de l'énergie cinétique du courant d'eau . un plus haut taux de saturation de l'eau en oxygène ainsi que les conditions pour son épuration de toutes les espèces d'impuretés pouvant Btre éliminées par flottation et oxydation.
de barrage dont la réalisation constructive permettrait d'élever le débit d'air entrant en contact
l'eau circulant dans le barrage et assurerait, lors de la circulation de l'eau, une dissipation plus efficace de l'énergie cinétique du courant d'eau . un plus haut taux de saturation de l'eau en oxygène ainsi que les conditions pour son épuration de toutes les espèces d'impuretés pouvant Btre éliminées par flottation et oxydation.
Le problème posé est résolu A l'aide d'un déversoir de barrage reliant les biefs amont et aval et comportant
des canaux d'amenée d'air, caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il est exécuté sous laforir.e d'un éjecteur
d'eau et d'air comportant des buses d'amenée d'eau, dont les sections d'entrée sont disposées dans le bief amont,
une antichambre dans laquelle débouchent les sections de sortie des buses et des canaux d'amenée d'air, une chambre de mélange et un diffuseur, reliés en série & l'antichambre et formant, avec celle-ci et avec les buses, un canal du déversoir, la section de sortie du diffuseur débouchant dans la couche près du fond du bief aval.
des canaux d'amenée d'air, caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il est exécuté sous laforir.e d'un éjecteur
d'eau et d'air comportant des buses d'amenée d'eau, dont les sections d'entrée sont disposées dans le bief amont,
une antichambre dans laquelle débouchent les sections de sortie des buses et des canaux d'amenée d'air, une chambre de mélange et un diffuseur, reliés en série & l'antichambre et formant, avec celle-ci et avec les buses, un canal du déversoir, la section de sortie du diffuseur débouchant dans la couche près du fond du bief aval.
Dans le but d'obtenir un mélange plus régulier
de l'eau et de l'air, il est avantageux d'équiper la chambre de mélange de cloisons montées parallèlement aux 'parois supérieure et inférieure de la chambre de mélange.
de l'eau et de l'air, il est avantageux d'équiper la chambre de mélange de cloisons montées parallèlement aux 'parois supérieure et inférieure de la chambre de mélange.
En outre, il est avantageux de réaliser,pour at
teindre le m8me objectif, l'axe de la chambre de mélan
et du diff.useur de manière qu'il s'6carte vers le
bas avec une courbure croissante conformément & la tra jectoire du jet d'eau dans le champ de la gravité.
teindre le m8me objectif, l'axe de la chambre de mélan
et du diff.useur de manière qu'il s'6carte vers le
bas avec une courbure croissante conformément & la tra jectoire du jet d'eau dans le champ de la gravité.
Pour augmenter le débit d'air, il est nécessaire que le déversoir du barrage soit pourvu d'une tubulure, reliée
au diffuseur, la section de sortie de la tubulure étant placée au-dessus de sa section d'entrée au voisinage im
médiat du niveau du bief inférieur.
au diffuseur, la section de sortie de la tubulure étant placée au-dessus de sa section d'entrée au voisinage im
médiat du niveau du bief inférieur.
En cas d'utilisation du déversoir réalisé selon la conception revendiquSe sur un barrage pourvu d'une vanne verticale de réglage d'eau, il est utile que les buses d'amenée dteau soient logées 9 sa partie inférieure.
En cas de nécessité de laisser passer de gros ob
Jets flottants A travers un barrage, pourvu d'une vanne de régulation d'eau, il est avantageux que les buses d'amen8e.d'eau soient disposées d'une manière fixe dans l'évidement de prise d'eau pratiqué dans la base du barrage en amont de la vanne et muni d'une grille de protection hori.zontale.
Jets flottants A travers un barrage, pourvu d'une vanne de régulation d'eau, il est avantageux que les buses d'amen8e.d'eau soient disposées d'une manière fixe dans l'évidement de prise d'eau pratiqué dans la base du barrage en amont de la vanne et muni d'une grille de protection hori.zontale.
Dans ce qui suit, l'invention revendiquée est expliquée par un exemple concret de sa réalisation avec ré
férences aux dessins annexés sur lesquels:
la figure 1 représente une conception du déversoir
pour un barrage définitif en coupe longitudinale conforme A l'invention;
la figure 2, une vue suivant la flèche A sur la figure 1, selon l'invention;
la figure 3, une conception du déversoir pour un barrage muni d'une vanne de réglage d'eau en coupe longi
tudinale , selon l'invention; et
la figure 4, une autre variante de la conception du déversoir pur le barrage muni d'une vanne de réglage d'eau en coupe longitudinale, selon l'invention.
férences aux dessins annexés sur lesquels:
la figure 1 représente une conception du déversoir
pour un barrage définitif en coupe longitudinale conforme A l'invention;
la figure 2, une vue suivant la flèche A sur la figure 1, selon l'invention;
la figure 3, une conception du déversoir pour un barrage muni d'une vanne de réglage d'eau en coupe longi
tudinale , selon l'invention; et
la figure 4, une autre variante de la conception du déversoir pur le barrage muni d'une vanne de réglage d'eau en coupe longitudinale, selon l'invention.
Le déversoir revendiqué reliant le bief amont 7 (figure 1) et le bief aval 2 séparés par un barrage définitif 3 est disposé dans le corps du barrage 3 et exécuté sous la forme d'un éjecteur d'eau et d'air. L'éjecteur est constitué par des canaux d'amenée d'b4 reliés à l'atmosphère par les orifices d'entrée 5, des buses d'amenée d'eau 6, une antichambre 7, une chambre de mélan
9e 8 et un diffuseur 9. Les sections d'entrée 10 des
buses 6 sont disposées dans le bief amont 1, les sections de sortie il des buses 6 et les sections de sortie 12 des canaux 4 débouchent dans l'antichambre 7.La chambre de mélange 8 et le diffuseur 9 sont reliés en série a l'antichambre 7 et forment avec les buses 6 un canal couvert du déversoir dont l'axe 13 est incliné vers le bief aval 2. La section de sortie 14 du diffuseur 9 débouche prEs du fond du bief aval
2.
9e 8 et un diffuseur 9. Les sections d'entrée 10 des
buses 6 sont disposées dans le bief amont 1, les sections de sortie il des buses 6 et les sections de sortie 12 des canaux 4 débouchent dans l'antichambre 7.La chambre de mélange 8 et le diffuseur 9 sont reliés en série a l'antichambre 7 et forment avec les buses 6 un canal couvert du déversoir dont l'axe 13 est incliné vers le bief aval 2. La section de sortie 14 du diffuseur 9 débouche prEs du fond du bief aval
2.
Les sections d'entrée 10 (figure 2) des buses 6
pour l'ar..enée d'eau sont rectangulaires et se
joignit l'une à l'autre de manière qu'elles forment une section unique d'entrée, La surface de la section trans vers aie de chaque buse 6 décrott graduellement dans la direction de l'écoulement de liteau tant grâce i la diminu
tion de la dimension suivant la verticale qu'a la suite de la diminution de la dimension de l'envergure .
pour l'ar..enée d'eau sont rectangulaires et se
joignit l'une à l'autre de manière qu'elles forment une section unique d'entrée, La surface de la section trans vers aie de chaque buse 6 décrott graduellement dans la direction de l'écoulement de liteau tant grâce i la diminu
tion de la dimension suivant la verticale qu'a la suite de la diminution de la dimension de l'envergure .
conséquence, il se forme des espacements suivant lten- vergue entre les sections de sortie 71 des buses 6. Les
canaux d'amenée d'air 4 sont répartis dans le corps du barrage 3 de façon que leurs sections de sortie 12 débouchant dans l'antichambre 7 (figure 1) se trouvent dans les espacements entre les sections de sortie Il (figure 2)
des buses d'amenée d'eau 6 et au-dessus des sections de sortie 71 desdites buses 6.
canaux d'amenée d'air 4 sont répartis dans le corps du barrage 3 de façon que leurs sections de sortie 12 débouchant dans l'antichambre 7 (figure 1) se trouvent dans les espacements entre les sections de sortie Il (figure 2)
des buses d'amenée d'eau 6 et au-dessus des sections de sortie 71 desdites buses 6.
Au cas où le déversoir est installé sur un barrage muni d'une vanne de réglage d'eau 15 (figure 3) séparant les biefs amont l et aval 2, les buses d'amenée d'eau 6 sont disposées à la partie inférieure du corps de la vanne 15. Les canaux d'amenée d'air 4 sont pratiqués alors
eus-aussi dans le corps de la vanne 15 alors que l'antichambre 7. est formée par un gradin 16 dans la vanne 15 et par la base 17 du barrage. La chambre de mélange 8 et le diffuseur 9 sont disposés sur la base 17 du bar
rage en aval de la vanne 15. Dans la chambre de mélan
ge 8, on a prévu des cloisons 18 parallèles i ses pa
rois supérieure 19 et inférieure 20.
eus-aussi dans le corps de la vanne 15 alors que l'antichambre 7. est formée par un gradin 16 dans la vanne 15 et par la base 17 du barrage. La chambre de mélange 8 et le diffuseur 9 sont disposés sur la base 17 du bar
rage en aval de la vanne 15. Dans la chambre de mélan
ge 8, on a prévu des cloisons 18 parallèles i ses pa
rois supérieure 19 et inférieure 20.
Selon l'autre variante de conception du déversoir 15 (figure 4), installé sur le barrage muni d'une vanne de réglage d'eau 15, les buses d'amenée d'eau 6 sont installées & demeure dans un évidement de prise d'eau 21
réalisé dans la base 17 du barrage en amont de la vanne de réglage d'eau 15 eS muni d'une grille de protection horizontale 22. La chambre de mélange 8 et le diffuseur 9, disposés dans la base 17 du barrage,sont réali sée de sorte que l'axe 23 s'écarte vers le bas avec une
courbure croissante, par exemple sous la'forme d'une parabole dont le secteur initial 24 coincide, d'après sa
direction, avec l'orientation de l'axe 25 de la buse 6.
réalisé dans la base 17 du barrage en amont de la vanne de réglage d'eau 15 eS muni d'une grille de protection horizontale 22. La chambre de mélange 8 et le diffuseur 9, disposés dans la base 17 du barrage,sont réali sée de sorte que l'axe 23 s'écarte vers le bas avec une
courbure croissante, par exemple sous la'forme d'une parabole dont le secteur initial 24 coincide, d'après sa
direction, avec l'orientation de l'axe 25 de la buse 6.
Au diffuseur 9, on a relié une tubulure 26, dont la section de sortie 27 est disposée au-dessus de la section
d'entrée 28 et au voisinage immédiat du niveau du bief aval 2.
d'entrée 28 et au voisinage immédiat du niveau du bief aval 2.
Le passage (évacuation) de l'eau a travers le barrage 3 (figure 1) du bief amont 1 vers le bief aval 2 s'effectue sous l'action de la pression créée a la suite
de la différence des biefs amont 1 et aval 2. Bous l'ac
tion de cette pression, 11 eau parvient du bassin d'eau
en amont du barrage 3 à travers les sections d'entrée 10
des buses 6, engagées.dans le bief amont 1, dans les buses
6 où elle accôlère son mouvement et se partage en jets
distincts. Eu s'écoulant des sections de sortie 17 des bu
ses 6, dans l'antichambre close 7, les jets d'eau créent,
dans l'antichambre 7 une dépression sous l'action de
laquelle, l'air , arrivant å travers les orifices d'en
trée 5, les canaux 4 et les sections de sortie 12 des canaux
4, est entraSné à partirde l'atmosphère. L'eau et l'air,
arrivés à l'antichambre 7, commencent i se déplacer en commun et entrent en contact immédiat; autrement dit,
s'amorce un processus d'aération de l'eau. De l'an
tichambre 7, les jets d'eau entraînent l'air dans la
chambre de mélange close 8 reliée a l'antichambre 7
dans laquelle les jets d'eau et d'air se fractionnent,
se mélangent et forment un mélange eau-air .Un brusque
accroissement de la surface de la séparation des phases
liquide et gazeuse intensifie le processus d'aération,
qui contribue å une saturation intensive de l'eau en
oxygène (dissolution de l'oxygène dans l'eau) et , par
conséquent, a l'oxydation de certaines espaces d'impuretés
se trouvant dans l'eau, qui sont éliminées par oxydation.
de la différence des biefs amont 1 et aval 2. Bous l'ac
tion de cette pression, 11 eau parvient du bassin d'eau
en amont du barrage 3 à travers les sections d'entrée 10
des buses 6, engagées.dans le bief amont 1, dans les buses
6 où elle accôlère son mouvement et se partage en jets
distincts. Eu s'écoulant des sections de sortie 17 des bu
ses 6, dans l'antichambre close 7, les jets d'eau créent,
dans l'antichambre 7 une dépression sous l'action de
laquelle, l'air , arrivant å travers les orifices d'en
trée 5, les canaux 4 et les sections de sortie 12 des canaux
4, est entraSné à partirde l'atmosphère. L'eau et l'air,
arrivés à l'antichambre 7, commencent i se déplacer en commun et entrent en contact immédiat; autrement dit,
s'amorce un processus d'aération de l'eau. De l'an
tichambre 7, les jets d'eau entraînent l'air dans la
chambre de mélange close 8 reliée a l'antichambre 7
dans laquelle les jets d'eau et d'air se fractionnent,
se mélangent et forment un mélange eau-air .Un brusque
accroissement de la surface de la séparation des phases
liquide et gazeuse intensifie le processus d'aération,
qui contribue å une saturation intensive de l'eau en
oxygène (dissolution de l'oxygène dans l'eau) et , par
conséquent, a l'oxydation de certaines espaces d'impuretés
se trouvant dans l'eau, qui sont éliminées par oxydation.
Le mélange eau - air, formé dans la chambre de mélange
8, parvient dans le diffuseur 9 dans lequel est réalise
le freinage du courant du mélange biphasé eau-air. On
obtient ainsi une dissipation de l'énergie cinétique de
ce courant et, donc, on ralentit sensiblement le processus
de dégradation progressive du fond du bief aval 2 au
voisinage de la sortie du courant du déversoir. En même
temps, le processus d'élimination des impuretés par oxy
dation tontinue dans le diffuseur 9 et s'établit aussi
un processus de saturation de l'eau en oxygEne,car le
freinage du courant eau-air provoque l'accroissement de
la pressionetatique proportionnellement ' dans la Dropordon dans laquelle croit la quantité d'oxygène dissous dans
l'eau.Le courant freiné du mélange eau-air débouche a
travers la section de sortie 14 du diffuseur 9 dans les couches près du fond du bief aval ?. Les bulles d'air se
trouvant dans le mélange eau-air entraînent avec elles * la surface du bief aval 2 des impuretés contenues dans l'eau sujettes A 11 effet de flottation. Une écume, formée sur la surface du bief aval 2 å la suite de la flottation est accumulée ensemble avec des impuretés extraites d'eau par un collecteur d'écume, ( non montré sur la figure).
8, parvient dans le diffuseur 9 dans lequel est réalise
le freinage du courant du mélange biphasé eau-air. On
obtient ainsi une dissipation de l'énergie cinétique de
ce courant et, donc, on ralentit sensiblement le processus
de dégradation progressive du fond du bief aval 2 au
voisinage de la sortie du courant du déversoir. En même
temps, le processus d'élimination des impuretés par oxy
dation tontinue dans le diffuseur 9 et s'établit aussi
un processus de saturation de l'eau en oxygEne,car le
freinage du courant eau-air provoque l'accroissement de
la pressionetatique proportionnellement ' dans la Dropordon dans laquelle croit la quantité d'oxygène dissous dans
l'eau.Le courant freiné du mélange eau-air débouche a
travers la section de sortie 14 du diffuseur 9 dans les couches près du fond du bief aval ?. Les bulles d'air se
trouvant dans le mélange eau-air entraînent avec elles * la surface du bief aval 2 des impuretés contenues dans l'eau sujettes A 11 effet de flottation. Une écume, formée sur la surface du bief aval 2 å la suite de la flottation est accumulée ensemble avec des impuretés extraites d'eau par un collecteur d'écume, ( non montré sur la figure).
La collection de l'écume se fait simultanément avec l'oxydation et avec l'épuration de l'eau, circulant à travers le barrage 3. L'eau épurée circulant sous le
capteur d'écume continent encore de très petites bulies d'air qui sont entraînées a une distance assez grande du
barrage 3 ce qui assure, grâce aussi i l'oxygène dissous dans l'eau, le rétablissement et le maintien de la capacité biologique du milieu aqueux à auto- épuration.
capteur d'écume continent encore de très petites bulies d'air qui sont entraînées a une distance assez grande du
barrage 3 ce qui assure, grâce aussi i l'oxygène dissous dans l'eau, le rétablissement et le maintien de la capacité biologique du milieu aqueux à auto- épuration.
Dans'la conception revendiquée du déversoir, on a assuré grace au fait qu'il est réalisé sous la for d'un éjec- teur d'eau et d'air, une utilisation plus efficace de 18 pression d'eau résultant de la différence des niveaux des biefs amont I et aval 2.En conséquence, le débit d'air d'aération, entrant du contact de l'eau circulant & travers le déversoir dans l'antichambre 7, dans la chambre de mélange 8 et dans le diffuseur 9 augmente du fait que la dépression dans l'antichambre close 7 (diffrence entre la pression atmosphérique et la pression statique dans l'antichambre 7) créée par des jets d'eau débouchants peut atteindre une valeur notable cor respondant å la différence entre les niveaux des biefs amont 1 et aval 2..L'elevation du débit d'air d'aération et un brusque accroissement de la surface de séparation des phases liquide et gazeuse dans la chambre de mélange 8 et le diffuseur 9 à la suite du mélange des
jets d'eau et d'air augmentent, dane la solution en question, la quantité d'oxygène dissous dans l'eau et la quantité d'impuretés éliminées par oxydation.
jets d'eau et d'air augmentent, dane la solution en question, la quantité d'oxygène dissous dans l'eau et la quantité d'impuretés éliminées par oxydation.
Une utilisation plus efficace de la pression d'eau cobssiste aussi en ce qu'on crée, gracie å la transmis sion d'une partie de l'énergie cinétique par l'eau à
l'air dans la chambre de mélange 8 et au freinage du courant d'eau et d'air dans le diffuseur 9, une pression de mélange eau-air A la sortie dudit diffuseur 9, qui dépasse la pression atmosphérique. On a réussi à
augmenter , en supplément, la quantité d'oxygène dissous dans l'eau et amener l'air dans les couches se trouvant & une plus grande profondeur du bief aval 2.
l'air dans la chambre de mélange 8 et au freinage du courant d'eau et d'air dans le diffuseur 9, une pression de mélange eau-air A la sortie dudit diffuseur 9, qui dépasse la pression atmosphérique. On a réussi à
augmenter , en supplément, la quantité d'oxygène dissous dans l'eau et amener l'air dans les couches se trouvant & une plus grande profondeur du bief aval 2.
En outre, le débit élevé d'air d'aération permet d'organiser l'épuration de l'eau circulant à travers le barrage en faisant appel à la flottation des impuretés sur la surface du bief aval 2.
Les cloisons 18, disposées dans la chambre de mélange 8 de 11 éjecteur figure 3) parallèlement aux parois supérieure et inférieure 19 et 20, empêchent une sépara
tion défavorable de l'air du mélange eau-air et son déplacement sous l'action de la force ascensionnelle vers
sa paroi supérieure 19. Ainsi, ayant placé des cloisons 18, on a contribué i l'obtention d'un mélange plus régulier et simultané de l'eau et de l'air dans la
chambre de mélange 8. En cas d'éjection d'eau et d'air une transmission plus intensive de l'énergie cinétique de l'eau à l'air conduit tant i l'augmentation du débit d'air entraîné dans l'éjecteur qu'a l'amélioration du fonction nement du diffuseur 9, ce qui quisetraduit par l'élévation de la pression du mélange eau-air à sa sortie.
tion défavorable de l'air du mélange eau-air et son déplacement sous l'action de la force ascensionnelle vers
sa paroi supérieure 19. Ainsi, ayant placé des cloisons 18, on a contribué i l'obtention d'un mélange plus régulier et simultané de l'eau et de l'air dans la
chambre de mélange 8. En cas d'éjection d'eau et d'air une transmission plus intensive de l'énergie cinétique de l'eau à l'air conduit tant i l'augmentation du débit d'air entraîné dans l'éjecteur qu'a l'amélioration du fonction nement du diffuseur 9, ce qui quisetraduit par l'élévation de la pression du mélange eau-air à sa sortie.
Pour assurer un mélange plus régulier de l'eau
et de l'air dans l'éjecteur, surtout en cas de
faible différence des niveaux des biefs amont et aval 1 et 2, il est avantageux de réaliser aussi la chambre de
mélange 8 et le diffuseur 9 (figure 4) de manière que
l'axe 23 s'écarte vers le bas avec une courbure
croissante, par exemple sous forme d'une parabolc dont le secteur initial 24 soit orienté suivant l'axe
25 de la buse 6. La courbure de l'axe 23 de la chambre de mélange : 8 et du diffuseur 9 doit être réalisé de
manière que l'axe 23 de la chambre de mélange 8 et du diffuseur 9 coïncide avec la trajectoire du mouvement
des jets d'eau dans le champ de la force de la gravité qui dévient par gravité vers le bas avec une courbure
croissante (se déplaçant suivant une parabole).Cette réalisation de la chambre de mélange 8 et du diffuseur 9 permet de supprimer le collage, l'étalement et le
freinage résultant de celui-ci, des jets d'eau sur les parois inférieures 20 de la chambre de mélange 8 et
du diffuseur 9. On augmente ainsi le chemin de mélange des jets d'eau et d'air et on assure les conditions d'une transmission plus intensive de l'énergie cinétiuue de l'eau à l'air. C'est ainsi qu'on obtient la formation du
mélange eau-air plus homogène dans les secteurs de sortie de l'éjecteur, ce qui se traduit à son tour par l'êlevation du débit d'air entraîné dans le déversoir et l'augmentation de la pression du mélange eau-air à la sortie du diffuseur 9.CXrâce au fait que l'on a réussi à obtenir une pression plus élevée du mélange eau-air dans la section de sortis du diffuseur 9, on peut disposer cette seo
tion & une profondeur plus grande du bief aval 8 conservant même un débit constant d'air. A une profondeur identique d'immersion de la section de sortie du diffuseur 9, î'éjecteur d'eau et dEarSpouvant créer une haute pression & la sortie du diffuseur 9, assure un plus grand débit d'air entraîné.
et de l'air dans l'éjecteur, surtout en cas de
faible différence des niveaux des biefs amont et aval 1 et 2, il est avantageux de réaliser aussi la chambre de
mélange 8 et le diffuseur 9 (figure 4) de manière que
l'axe 23 s'écarte vers le bas avec une courbure
croissante, par exemple sous forme d'une parabolc dont le secteur initial 24 soit orienté suivant l'axe
25 de la buse 6. La courbure de l'axe 23 de la chambre de mélange : 8 et du diffuseur 9 doit être réalisé de
manière que l'axe 23 de la chambre de mélange 8 et du diffuseur 9 coïncide avec la trajectoire du mouvement
des jets d'eau dans le champ de la force de la gravité qui dévient par gravité vers le bas avec une courbure
croissante (se déplaçant suivant une parabole).Cette réalisation de la chambre de mélange 8 et du diffuseur 9 permet de supprimer le collage, l'étalement et le
freinage résultant de celui-ci, des jets d'eau sur les parois inférieures 20 de la chambre de mélange 8 et
du diffuseur 9. On augmente ainsi le chemin de mélange des jets d'eau et d'air et on assure les conditions d'une transmission plus intensive de l'énergie cinétiuue de l'eau à l'air. C'est ainsi qu'on obtient la formation du
mélange eau-air plus homogène dans les secteurs de sortie de l'éjecteur, ce qui se traduit à son tour par l'êlevation du débit d'air entraîné dans le déversoir et l'augmentation de la pression du mélange eau-air à la sortie du diffuseur 9.CXrâce au fait que l'on a réussi à obtenir une pression plus élevée du mélange eau-air dans la section de sortis du diffuseur 9, on peut disposer cette seo
tion & une profondeur plus grande du bief aval 8 conservant même un débit constant d'air. A une profondeur identique d'immersion de la section de sortie du diffuseur 9, î'éjecteur d'eau et dEarSpouvant créer une haute pression & la sortie du diffuseur 9, assure un plus grand débit d'air entraîné.
Pour augmenter le débit d'air, entrant à une profondeur prescrite d'immersion de la section de sortie du diffuseur 9 au moyen de la diminution de la pression que doit vaincre l'éjecteur, il est avantageux de relier au diffuseur 9 une tubulure 26, dont la section de sortie 27 se trouve au-dessus de la section d'entrée 28 et au voisinage usidiat et au-dessous du niveau du bief aval 2. Le raccordement de cette tubulure 26 diminue la pression Q la section de sortie du diffuseur 9 (pression que doit vaincre l'éjecteur) d'une valeur égale à la dif florence des pressions créées par la colonne d'eau i
l'absence de la tubulure 26 et par la colonne de mélange eau-air au cas oh l'on a prévu la tubulure 26.Les hauteurs desdites colonnes sont égales à la différence des hauteurs auxquelles sont disposées les sections de sortie 27 et d'entrée 28 de la tubulure 26. La diminution de la pression à la section dè sortie du diffuseur 9 au cas ou l'on a prévu une tubulure 26 résulte de ce que le poids de la colonne du mélange eau-air est inférieur
a celui de la colonne d'eau de même hauteur. La section de sortie 27 de la tubulure 26 doit être levée å
la hauteur maximale possible (le plus prés possible du niveau du bief inférieur), car la diminution de la pression à la section de sortie du diffuseur 9 est d'autant plus grande que plus la hauteur de la tubulure 26 est grande.La diminution de la pression que doit surmonter l'éjecteur d'eau et d'air provoque aussi à conditions
gales, une dlévation du débit d'air entraîné.
l'absence de la tubulure 26 et par la colonne de mélange eau-air au cas oh l'on a prévu la tubulure 26.Les hauteurs desdites colonnes sont égales à la différence des hauteurs auxquelles sont disposées les sections de sortie 27 et d'entrée 28 de la tubulure 26. La diminution de la pression à la section dè sortie du diffuseur 9 au cas ou l'on a prévu une tubulure 26 résulte de ce que le poids de la colonne du mélange eau-air est inférieur
a celui de la colonne d'eau de même hauteur. La section de sortie 27 de la tubulure 26 doit être levée å
la hauteur maximale possible (le plus prés possible du niveau du bief inférieur), car la diminution de la pression à la section de sortie du diffuseur 9 est d'autant plus grande que plus la hauteur de la tubulure 26 est grande.La diminution de la pression que doit surmonter l'éjecteur d'eau et d'air provoque aussi à conditions
gales, une dlévation du débit d'air entraîné.
Au cas où le déversoir réalisé selon la conception
revendiquée est installé sur un barrage muni d'une vanne de réglage d'eau 15 (figure 3), il est utile de disposer
les buses d'amenée d'eau 9 la partie inférieure de la vanne 15. Quand les buses 6 sont disposées de cette façonS les buses 6 seront levées ensemble avec ladite vanne 15 qu'on lève pour assurer un débit élevé d'eau pendant un long delai nécessaire, par exemple pour évacuer l'eau en cas de crues ou de pluies abondantes.Ainsi, elles
n'empêchent pas d'augmenter le débit d'eau circulant par le barrage car lors du levage de la vanne 15 la surface
de la section de passage à travers laquelle passe l'eau augmente graduellement à partir de la valeur égale a la somme des surfaces des sections de sortie des buses 6 jus qu'd une : valeur égale à la surface de la section transversale de la chambre de mélange 8. En relevant davan
tage la vanne 15, il est possible d'augmenter le débit d'eau en laissant passer l'eau au-dessus de la chambre dé mélange 8 et du diffuseur 9.
revendiquée est installé sur un barrage muni d'une vanne de réglage d'eau 15 (figure 3), il est utile de disposer
les buses d'amenée d'eau 9 la partie inférieure de la vanne 15. Quand les buses 6 sont disposées de cette façonS les buses 6 seront levées ensemble avec ladite vanne 15 qu'on lève pour assurer un débit élevé d'eau pendant un long delai nécessaire, par exemple pour évacuer l'eau en cas de crues ou de pluies abondantes.Ainsi, elles
n'empêchent pas d'augmenter le débit d'eau circulant par le barrage car lors du levage de la vanne 15 la surface
de la section de passage à travers laquelle passe l'eau augmente graduellement à partir de la valeur égale a la somme des surfaces des sections de sortie des buses 6 jus qu'd une : valeur égale à la surface de la section transversale de la chambre de mélange 8. En relevant davan
tage la vanne 15, il est possible d'augmenter le débit d'eau en laissant passer l'eau au-dessus de la chambre dé mélange 8 et du diffuseur 9.
Au cas où 1' on a besoin de laisser passer à travers le barrage 3, muni d'une vanne de réglage d'eau, de gros objets flottants ensemble avec liteau a mesure de leur accumulation, par exemple des glaçons ou des grumes, il est avantageux de disposer dans le déversoir conforme à la conception revendiquée, les buses d'amenée d'eau 6 (figure 4) d'une manière fixe dans ltévidement de prise d'eau 21 pratiqué dans la base 17 du barrage en amont de la vanne de réglage d'eau 15 et pourvue d'une grille de protection horizontale 22. Cette disposition des buses 6 permet de laisser passer, en cas de nécessité de gros objets qui se déplaceront au-dessus de l'éjecteur en levant la vanne 15. On évitera ainsi son engorgement.
En levant la vanne 15, il est possible d'effectuer un lavage périodique de la grille de protection 22. En outre, .c'race au fait que les buses 6 sont protégées par la grille 22, il est possible d'augmenter le nombre de sections de sortie des buses 6, en conservant leur surface totale et en diminuant en même temps la section de sortie d'une buse isolée. On assure ainsi un mélange plus régulier et homogène de l'eau et de l'air ce qui améliore encore les perfornances de l'éjecteur.
te déversoir réalisé selon la conception revendiquée permet, grave au fait qu'il est réalisé sous la forme d'un éjecteur d'eau et d'air, d'assurer le passage de l'eau du bief amont au bief aval sous l'action de la pression résultant de la différence entre les niveaux du bief amont et du bief aval et d'utiliser, en supplé- ment, cette pression pour une augmentation notable du débit dtair entrant en contact immédiat avec l'eau circulant à travers le déversoir. Ayant élevé le débit de cet air dans le déversoir on a obtenu une dissipation plus efficace de énergie cinétique de l'eau evacuee, une augmentation de la quantité d'oxygène dissous dans l'eau, une diminution de la quantité deimpuretésneutralisées par oxydation dans l'eau et on s créé des conditions pour l'organisation de l'épura- tion de l'eau des impuretés flottables
Claims (6)
1. Déversoir de barrage reliant les biefs amont et aval et comportant des canaux d'amenée d'air, caractérisé en ce qu'il est exécuté sous la forme d'un éjecteur d'eau et d'air comportant des buses (6) d'amenée d'eau, dont les sections d'entrée sont disposées dans le bief amont (1) une antichambre (7) dans laquelle débouchent les sections de sortie (11) des buses et des canaux (4) d'amenée d'air, une chambre (8) de mélange et un diffuseur (9) relié en série à l'antichambre (7) et formant avec celle-ci et les buses (6) un canal de déversoir, la section de sortie (14) du diffuseur débouchant près du fond du bief aval.
2. Déversoir de barrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de mélange (8) est munie de cloisons (18) montées parallèlement aux parois supérieure (19) et inférieure (20) de la chambre de mélange.
3. Déversoir de barrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe (23) de la chambre de mélange et du diffuseur s'écarte vers le bas avec une courbure croissante suivant la trajectoire des jets d'eau dans le champ de la force de gravité.
4. Déversoir de barrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est muni d'une tubulure (26) reliée au diffuseur (9), la section de sortie de la tubulure étant disposée au-dessus de la section d'entrée au voisinage immédiat du niveau du bief aval (2).
5. Déversoir de barrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au cas où le barrage (3) est pourvu drune vanne de réglage d'eau disposée verticalement, les buses d'amenée d'eau sont disposées dans sa partie inférieure.
6. Déversoir de barrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lorsqu'il comporte une vanne de réglage d'eau, les buses d'amenée d'eau sont installées de façon fixe dans un évidement de prise d'eau pratiqué dans la base du barrage (3) en amont de la vanne et pourvu d'une grille de protection horizontale.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU79506/82A AU7950682A (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Spillway |
| FR8200851A FR2520024A1 (fr) | 1982-01-14 | 1982-01-20 | Deversoir de barrage |
| FI821015A FI821015L (fi) | 1982-01-14 | 1982-03-23 | Flodoeppning foer damm |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU79506/82A AU7950682A (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Spillway |
| FR8200851A FR2520024A1 (fr) | 1982-01-14 | 1982-01-20 | Deversoir de barrage |
| FI821015A FI821015L (fi) | 1982-01-14 | 1982-03-23 | Flodoeppning foer damm |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2520024A1 true FR2520024A1 (fr) | 1983-07-22 |
Family
ID=32511812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8200851A Pending FR2520024A1 (fr) | 1982-01-14 | 1982-01-20 | Deversoir de barrage |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU7950682A (fr) |
| FI (1) | FI821015L (fr) |
| FR (1) | FR2520024A1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2590246A1 (fr) * | 1985-11-20 | 1987-05-22 | Screg Routes & Travaux | Dispositif d'oxygenation des effluents de lagunage |
| FR2600324A1 (fr) * | 1986-06-19 | 1987-12-24 | En Sa Cie | Procede pour la reoxygenation de l'eau au droit des barrages |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH136303A (de) * | 1928-10-10 | 1929-11-15 | Escher Wyss Maschf Ag | Einrichtung zur Energievernichtung des aus Grundablässen bei Talsperren,Akkumulieranlagen und dergleichen unter hohem Druck ausfliessenden Wassers. |
| FR2256902A1 (en) * | 1974-01-05 | 1975-08-01 | Basf Ag | Waste water and sewage treatment - with dissolved oxygen and activated sludge by an ejector |
| US4226719A (en) * | 1978-07-10 | 1980-10-07 | Woltman Robert B | Treating device for large bodies of water |
-
1982
- 1982-01-14 AU AU79506/82A patent/AU7950682A/en not_active Abandoned
- 1982-01-20 FR FR8200851A patent/FR2520024A1/fr active Pending
- 1982-03-23 FI FI821015A patent/FI821015L/fi not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH136303A (de) * | 1928-10-10 | 1929-11-15 | Escher Wyss Maschf Ag | Einrichtung zur Energievernichtung des aus Grundablässen bei Talsperren,Akkumulieranlagen und dergleichen unter hohem Druck ausfliessenden Wassers. |
| FR2256902A1 (en) * | 1974-01-05 | 1975-08-01 | Basf Ag | Waste water and sewage treatment - with dissolved oxygen and activated sludge by an ejector |
| US4226719A (en) * | 1978-07-10 | 1980-10-07 | Woltman Robert B | Treating device for large bodies of water |
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| FR2590246A1 (fr) * | 1985-11-20 | 1987-05-22 | Screg Routes & Travaux | Dispositif d'oxygenation des effluents de lagunage |
| FR2600324A1 (fr) * | 1986-06-19 | 1987-12-24 | En Sa Cie | Procede pour la reoxygenation de l'eau au droit des barrages |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7950682A (en) | 1983-07-21 |
| FI821015A0 (fi) | 1982-03-23 |
| FI821015L (fi) | 1983-09-24 |
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