RU2375518C2 - Device for protecting coastal areas against floods - Google Patents

Device for protecting coastal areas against floods Download PDF

Info

Publication number
RU2375518C2
RU2375518C2 RU2008101400/03A RU2008101400A RU2375518C2 RU 2375518 C2 RU2375518 C2 RU 2375518C2 RU 2008101400/03 A RU2008101400/03 A RU 2008101400/03A RU 2008101400 A RU2008101400 A RU 2008101400A RU 2375518 C2 RU2375518 C2 RU 2375518C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
blocks
units
gate
gate blocks
Prior art date
Application number
RU2008101400/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008101400A (en
Inventor
Анатолий Петрович Рыбкин (RU)
Анатолий Петрович Рыбкин
Original Assignee
Анатолий Петрович Рыбкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Петрович Рыбкин filed Critical Анатолий Петрович Рыбкин
Priority to RU2008101400/03A priority Critical patent/RU2375518C2/en
Publication of RU2008101400A publication Critical patent/RU2008101400A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2375518C2 publication Critical patent/RU2375518C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Revetment (AREA)

Abstract

FIELD: construction industry.
SUBSTANCE: invention refers to protection means of cities located by the sea and adjacent areas against floods and other natural hazards. Device consists of units-shutters located at the bottom in initial state. Lower angles of units are fixed at bottom supports with possibility of being turned. Units-shutters are made in the form of cast concrete designs of rectangular configuration with closed air cavities offset to upper floating edge of the unit, which compensate gravitation component of the unit at maintaining small negative floatation and which are made with the possibility of being lifted across the flow, pressed to limit stops and kept in inclined position with incoming flow. Upper floating edge of units-shutters is made in the form of inclined hydrodynamic visor directed opposite the flow induced with piled up wave.
EFFECT: invention allows decreasing construction and operational costs.
6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к средствам защиты приморских городов от наводнений, вызываемых нагонными волнами или цунами с помощью дамб и других инженерных сооружений.The invention relates to means of protecting coastal cities from floods caused by surge waves or tsunamis with the help of dams and other engineering structures.

От нагонных наводнений страдает город Санкт-Петербург. В настоящий момент заканчивается сооружение защитного комплекса Санкт-Петербурга от наводнений (КЗС).The city of St. Petersburg suffers from flood surges. At present, the construction of the St. Petersburg Flood Protection Complex (GLC) is nearing completion.

Комплекс будет состоять из двух судопропускных сооружений, шести водопропускных сооружений, 11 защитных дамб, протянувшихся поперек вершины Финского залива от Ижоры до Сестрорецка (поселок Горская), через остров Котлин, на котором находится город Кронштадт. Полная протяженность защитных сооружений Санкт-Петербурга - 25,4 км. Во время самого крупного наводнения, которое когда-либо переживал Санкт-Петербург, уровень воды составил 4,2 метра выше ординара.The complex will consist of two ship passage structures, six water passage structures, 11 protective dams stretching across the top of the Gulf of Finland from Izhora to Sestroretsk (Gorskaya village), through the island of Kotlin, on which the city of Kronstadt is located. The total length of the protective structures of St. Petersburg is 25.4 km. During the largest flood that St. Petersburg has ever experienced, the water level was 4.2 meters above the ordinary.

Максимальная высота подъема воды, которую может выдержать комплекс защитных сооружений - 4,5 метра. В течение трех часов после срабатывания системы предупреждения о наводнении эти затворы будут полностью закрываться, поэтому возможность подтапливания прибрежных территорий будет исключена на 100%.The maximum height of water rise that a complex of protective structures can withstand is 4.5 meters. Within three hours after the flood warning system has been triggered, these gates will be completely closed, so the possibility of flooding the coastal territories will be 100% excluded.

Точно также страдает от разрушительных наводнений другой город Европы - Венеция.Another city in Europe, Venice, also suffers from devastating floods.

Наконец начались работы по возведению системы мобильных дамб для защиты самого мокрого города Европы от затоплений. Грандиозный проект называется «Моисей». Притом, что строительство начнется только сейчас, проект нельзя назвать новым - его начали разрабатывать еще 30 лет назад.Finally, work began on the construction of a system of mobile dams to protect the wettest city in Europe from flooding. The grandiose project is called "Moses." Despite the fact that construction will begin only now, the project cannot be called new - it began to be developed 30 years ago.

Строительство всей конструкции обойдется примерно в 7 миллиардов долларов.The construction of the entire structure will cost about $ 7 billion.

Известно, что за последние 100 лет Венеция погрузилась в воду на 23 сантиметра. В 1973 году уникальный город был объявлен зоной национальных интересов. Проект «Моисей» разрабатывается с 1966 года. Окончательный план строительства был согласован лишь сейчас.It is known that over the past 100 years, Venice plunged into the water by 23 centimeters. In 1973, a unique city was declared a zone of national interest. The Moses project has been under development since 1966. The final construction plan was agreed only now.

При нормальных погодных условиях, когда отсутствует нагонная волна с моря, происходит нормальный сток вод по каналам Венеции в лагуну. При появлении нагонной волны потоки меняют направление, и поступающая в каналы вода поднимает уровень воды в городе до 2-х метров. Для создания препятствия для вод обратного направления в городе на берегу Адриатики будет сооружена система из 79 блоков, которые сдержат поднимающееся море и сохранят приемлемый уровень воды в венецианской лагуне. Каждый блок имеет 20 метров в ширину, от 20 до 30 в высоту и от 4 до 5 метров в толщину. Эти «подушки», пока уровень моря не превысит определенной границы, будут лежать на дне, заполненные водой. В случае подъема на метр или более в блоки закачают воздух и тем самым поднимут один из краев. Надувать эту временную плотину, по всей вероятности, придется раз 50 в году - примерно с такой периодичностью в последние два десятка лет в Венеции случаются наводнения. По всем расчетам она сможет защитить город от двухметрового подъема уровня воды.Under normal weather conditions, when there is no surge wave from the sea, there is a normal flow of water through the canals of Venice into the lagoon. When a surge wave appears, the flows change direction, and the water entering the canals raises the water level in the city up to 2 meters. To create an obstacle for reverse waters in the city, a system of 79 blocks will be built on the Adriatic coast that will hold the rising sea and maintain an acceptable water level in the Venetian lagoon. Each block is 20 meters wide, from 20 to 30 meters high and 4 to 5 meters thick. These "pillows", until the sea level exceeds a certain limit, will lie on the bottom, filled with water. In the case of a rise of a meter or more, air is pumped into the blocks and thereby one of the edges is lifted. In all likelihood, it will be necessary to blow this temporary dam 50 times a year - approximately at such a frequency floods have occurred in Venice over the past two decades. By all accounts, she will be able to protect the city from a two-meter rise in water level.

Сейчас Венеция подвергается малым и большим затоплениям около 200 дней в году, а в начале XX века эта цифра равнялась 7 дням.Now Venice is subject to small and large flooding for about 200 days a year, and at the beginning of the 20th century this figure was 7 days.

Человечество в своем арсенале в борьбе с наводнениями и затоплениями накопило конструктивный опыт. В борьбе с этим стихийным явлением используются земляные дамбы и оградительные сооружения. Но эти сооружения препятствуют нормальной экологии и часто не выдерживают напора стихии, что приводит к многочисленным невосполнимым человеческим и материальным потерям.Mankind in its arsenal in the fight against floods and floods has accumulated constructive experience. In the fight against this natural phenomenon, earthen dams and fence structures are used. But these structures impede normal ecology and often do not withstand the pressure of the elements, which leads to numerous irreparable human and material losses.

Известно устройство для защиты от наводнений, состоящее из блоков-затворов, лежащих на дне в исходном состоянии, нижние углы которых зафиксированы в донных опорах с возможностью разворота, снабженных воздушными полостями, смещенными к верхнему, всплывающему краю блока и обеспечивающими положительную плавучесть (см. Смирнов Г.Н. и др. Порты и портовые сооружения. Москва, Стройиздат, 1979, с.303-310, рис.XIV.7a). Данное известное техническое средство является наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения, т.к. имеет наибольшее число совпадающих с ним признаков.A device for flood protection is known, consisting of gate blocks lying on the bottom in the initial state, the lower corners of which are fixed in the bottom supports with the possibility of a turn, equipped with air cavities offset to the upper, pop-up edge of the block and providing positive buoyancy (see Smirnov G.N. et al. Ports and Port Structures, Moscow, Stroyizdat, 1979, p.303-310, Fig. XIV.7a). This known technical tool is the closest analogue (prototype) of the claimed invention, because has the largest number of matching features.

Целью заявленного изобретения является максимальное удешевление защитного сооружения с сохранением высокой эффективности защиты от затоплений и наводнений прибрежных территорий приморских городов.The aim of the claimed invention is to minimize the cost of the protective structure while maintaining high efficiency of protection against flooding and floods of coastal territories of coastal cities.

Сущность изобретения состоит в том, что блоки-затворы снабжены замкнутыми воздушными полостями в верхней подъемной части по отношению к дну моря, причем верхняя часть блока выполнена в виде наклонного гидродинамического козырька, направленного против потока воды, верхняя часть которого выполнена с ударопоглащающими кромками, со светоотражающим покрытием, а также снабжена аэродинамическими щелями для смягчения удара волны, причем основание блока имеет ограничительные подводные упоры, удерживающие блоки-затворы в заданном положении страховочными цепями и при необходимости оснащены страховочными защелками, препятствующими произвольным колебаниям блоков-затворов, а сами блоки-затворы в исходном, затопленном положении обозначаются сигнальными буями с автономными световыми приборами.The essence of the invention lies in the fact that the gate blocks are provided with closed air cavities in the upper lifting part with respect to the bottom of the sea, and the upper part of the block is made in the form of an inclined hydrodynamic visor directed against the flow of water, the upper part of which is made with shock-absorbing edges, with reflective edges coating, and is also equipped with aerodynamic slots to mitigate the impact of the wave, and the base of the block has a limiting underwater stops that hold the block-valves in a predetermined position with rahovochnymi chains and optionally equipped belay latches preventing random oscillations of lock blocks and the blocks themselves-gates in the original, a submerged position designated signal buoys with autonomous lighting instruments.

Предлагается блок-затвор для защитной дамбы от нагонных наводнений. Устройство представляет собой литую бетонную конструкцию прямоугольной конфигурации, с замкнутыми воздушными полостями для компенсации гравитационной составляющей блока, при сохранении небольшой отрицательной плавучести. Воздушные полости смещены к верхнему, всплывающему краю блока, который выполнен в виде козырька, направленного под углом вверх. Нижние углы затворного блока фиксируются в донных опорах тем или иным способом. В исходном состоянии блоки лежат на дне, не создавая препятствий естественному стоку воды из каналов или рек и не препятствуя судоходству. При начале наводнения нагонная волна, движущаяся со стороны лагуны или залива, вызывает попятное движение водяного потока, который начинает давить на наклонный козырек затвора, создавая подъемную силу, что и приводит блок в движение, вызывая его разворот и всплытие. Набегающий поток, по мере увеличения угла наклона блока-затвора, окончательно поднимает затворный блок, который садится на упоры и остается в вертикальном положении, препятствуя движению водного потока нагонной волны до ее ослабления. Когда давление со стороны лагуны на затворные блоки ослабнет, они под действием сил гравитации снова лягут на дно залива, не создавая препятствия естественному стоку воды из рек и каналов и не мешая свободному судоходству.A blocking valve for flood protection dam is offered. The device is a cast concrete structure of a rectangular configuration, with closed air cavities to compensate for the gravitational component of the block, while maintaining a small negative buoyancy. Air cavities are shifted to the upper, pop-up edge of the block, which is made in the form of a visor directed at an angle upward. The lower corners of the bolt block are fixed in the bottom supports in one way or another. In the initial state, the blocks lie at the bottom, without interfering with the natural flow of water from canals or rivers and without interfering with navigation. At the beginning of the flood, a surge wave moving from the side of the lagoon or gulf causes a backward movement of the water flow, which begins to put pressure on the inclined shutter visor, creating a lifting force, which sets the unit in motion, causing it to turn and ascend. The incoming flow, as the angle of inclination of the gate block increases, finally raises the gate block, which sits on the stops and remains in a vertical position, preventing the movement of the water flow of the surge wave until it is weakened. When the pressure from the side of the lagoon on the gate blocks weakens, they will again fall to the bottom of the bay under the influence of gravitational forces, without interfering with the natural flow of water from rivers and canals and without interfering with free navigation.

Положительный эффект от применения затворных блоков предлагаемой конструкции состоит в том, что полностью отпадает необходимость сооружения компрессорных станций, коммуникаций и оборудования для управления и контроля положения запорных блоков, а также существенно снижаются последующие постоянные расходы на электроэнергию и техническое обслуживание всего защитного сооружения.The positive effect of the use of shutter blocks of the proposed design is that there is no need to build compressor stations, communications and equipment to control and control the position of the shutter blocks, as well as significantly reduce the subsequent constant costs of electricity and maintenance of the entire protective structure.

На фиг.1 и 2 показана конструкция защитного сооружения, где использованы следующие обозначения:Figure 1 and 2 shows the design of the protective structure, where the following notation is used:

1. Донная опора.1. Ground support.

2. Блок-затвор.2. Block shutter.

3. Воздушная полость.3. The air cavity.

4. Наклонный гидродинамический козырек.4. Inclined hydrodynamic peak.

5. Ударопоглощающая кромка.5. Shock absorbing edge.

6. Сигнальный буй.6. Signal buoy.

7. Аэродинамические щели.7. Aerodynamic cracks.

8. Ограничительный упор.8. Restrictive emphasis.

9. Страховочная цепь.9. Safety chain.

10. Светоотражающее покрытие.10. Reflective coating.

11. Набегающий поток.11. Free flow.

12. Защелка.12. Latch.

На фиг.1 показан фрагмент защитного сооружения от наводнения, где донная опора (1), блок-затвор (2), ограничительный упор (8), страховочная цепь (9), сигнальный буй (6).Figure 1 shows a fragment of a flood protection structure, where the bottom support (1), block gate (2), limit stop (8), safety chain (9), signal buoy (6).

На фиг.2 показана конструкция блока-затвора (2) для защитного сооружения, где воздушная полость (3), наклонный гидродинамический козырек (4), аэродинамические щели (7), ударопоглощающая кромка (5), светоотражающее покрытие (10), защелка (12).Figure 2 shows the design of the shutter block (2) for the protective structure, where the air cavity (3), the inclined hydrodynamic peak (4), the aerodynamic cracks (7), the shock-absorbing edge (5), the reflective coating (10), the latch ( 12).

Предлагаемое защитное сооружение на основе блоков-затворов (2) работает следующим образом. В исходном состоянии блоки-затворы (2) лежат на дне залива, не создавая препятствий естественному стоку вод из каналов и/или рек и движению судов. При наводнении нагонная волна, движущаяся со стороны лагуны, вызывает попятное движение водного потока, который начинает давить на наклонный гидродинамический козырек (4) и приводит блок-затвор (2) в движение, вызывая его разворот в донных опорах (1) и всплытие. Набегающий поток (11) поднимает блок-затвор (2) и прижимает его к ограничительным упорам (8), удерживая его в наклонном положении до ослабления нагонной волны. Когда давление со стороны водного потока на блок-затвор ослабнет, он под действием сил гравитации снова ляжет на дно залива, не создавая препятствий естественному стоку воды.The proposed protective structure based on block valves (2) works as follows. In the initial state, the gate blocks (2) lie on the bottom of the bay, without creating obstacles to the natural flow of water from canals and / or rivers and the movement of ships. During a flood, a surge wave moving from the side of the lagoon causes a backward movement of the water flow, which begins to put pressure on the inclined hydrodynamic visor (4) and sets the block-gate (2) in motion, causing it to turn in the bottom supports (1) and emerge. The incoming flow (11) raises the block-valve (2) and presses it to the restrictive stops (8), holding it in an inclined position until the surge wave attenuates. When the pressure from the water flow to the blocking valve weakens, it will again fall to the bottom of the bay under the influence of gravitational forces, without interfering with the natural flow of water.

Положение защитных блоков-затворов (2) на дне залива обозначается сигнальными буями (6), а при выходе из воды, в защитном положении, также и визуально за счет светоотражающего покрытия (10), нанесенного на ударопоглощающую кромку (5).The position of the protective gate blocks (2) at the bottom of the bay is indicated by signal buoys (6), and when leaving the water, in the protective position, also visually due to the reflective coating (10) applied to the shock-absorbing edge (5).

Аэродинамические щели (7) выполняют двоякую роль, с одной стороны, увеличивают подъемную разворачивающую силу, действующую, при слабой нагонной волне, на всплывающий край затворного блока, а с другой, снимает излишнее давление на верхний край затворного блока при большой скорости набегающего потока, что позволяет снизить требования к прочности затворных блоков, а значит и сэкономить расходные материалы.Aerodynamic cracks (7) play a dual role, on the one hand, they increase the lifting tractive force acting, with a weak surge wave, on the pop-up edge of the bolt block, and on the other, relieves excessive pressure on the upper edge of the bolt block at a high speed of incoming flow, which allows you to reduce the requirements for the strength of the bolt blocks, and therefore save consumables.

Предлагаемое «Устройство для защиты приморских территорий города от наводнений» сокращает общие расходы при проектировании защитного сооружения, не требует изменения уже существующей технологии производства запорных блоков, а также снижает расходы при их последующей эксплуатации.The proposed “Device for the protection of coastal territories of the city from floods” reduces overall costs when designing a protective structure, does not require changes to the existing technology for the production of shut-off units, and also reduces costs during their subsequent operation.

Claims (6)

1. Устройство для защиты приморских территорий от наводнений, состоящее из блоков-затворов, лежащих на дне в исходном состоянии, нижние углы которых зафиксированы в донных опорах с возможностью разворота, снабженных воздушными полостями, смещенными к верхнему, всплывающему краю блока, отличающееся тем, что блоки-затворы выполнены в виде литых бетонных конструкций прямоугольной конфигурации с замкнутыми воздушными полостями, компенсирующими гравитационную составляющую блока при сохранении небольшой отрицательной плавучести и выполненных с возможностью подъема поперек потока, прижатия к ограничительным упорам и удерживания в наклонном положении набегающим потоком, при этом верхний всплывающий край блоков-затворов выполнен в виде гидродинамического наклонного козырька, направленного против потока, вызванного нагонной волной.1. A device for protecting coastal territories from floods, consisting of gate blocks lying on the bottom in the initial state, the lower corners of which are fixed in the bottom supports with the possibility of a turn, equipped with air cavities offset to the upper, pop-up edge of the block, characterized in that shutter blocks are made in the form of cast concrete structures of a rectangular configuration with closed air cavities that compensate for the gravitational component of the block while maintaining a small negative buoyancy and GOVERNMENTAL raisably across the flow, being pressed against the limit stop and retention in the oblique incident flow position, the upper edge of the pop-gate units configured as a hydrodynamic oblique visor directed against flow induced surge wave. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в верхних концах блоков-затворов выполнены аэродинамические щели.2. The device according to claim 1, characterized in that aerodynamic cracks are made in the upper ends of the gate blocks. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхние концы блоков-затворов соединены с подводными опорами страховочными цепями, расположенными против набегающего потока.3. The device according to claim 1, characterized in that the upper ends of the gate blocks are connected to the underwater supports by safety chains located against the incoming flow. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на верхних кромках блоков-затворов установлены ударопоглощающие кромки.4. The device according to claim 1, characterized in that shock absorbing edges are installed on the upper edges of the gate blocks. 5. Устройство по п.1, отличающееся, тем, что положение блоков-затворов в исходном состоянии обозначается сигнальными буями со световыми приборами с автономным энергонезависимым питанием.5. The device according to claim 1, characterized in that the position of the gate blocks in the initial state is indicated by signal buoys with light devices with autonomous non-volatile power supply. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхние кромки блоков-затворов покрыты светоотражающим материалом. 6. The device according to claim 1, characterized in that the upper edges of the gate blocks are coated with reflective material.
RU2008101400/03A 2008-01-10 2008-01-10 Device for protecting coastal areas against floods RU2375518C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008101400/03A RU2375518C2 (en) 2008-01-10 2008-01-10 Device for protecting coastal areas against floods

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008101400/03A RU2375518C2 (en) 2008-01-10 2008-01-10 Device for protecting coastal areas against floods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008101400A RU2008101400A (en) 2009-07-20
RU2375518C2 true RU2375518C2 (en) 2009-12-10

Family

ID=41046824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008101400/03A RU2375518C2 (en) 2008-01-10 2008-01-10 Device for protecting coastal areas against floods

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2375518C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489544C1 (en) * 2012-04-18 2013-08-10 Георгий Семенович Хромов Device for protection of coasts against waves

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114922135B (en) * 2022-06-30 2024-01-12 济南市水文中心(济南市水土保持监测站) Self-floating turnover type flood control device and flood control method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СМИРНОВ Г.Н. и др. Порты и портовые сооружения. - М.: Стройиздат, 1979, с.303-310, рис.XIV.7a. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489544C1 (en) * 2012-04-18 2013-08-10 Георгий Семенович Хромов Device for protection of coasts against waves

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008101400A (en) 2009-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090154996A1 (en) Shoreline and Coastal Protection and Rebuilding Apparatus and Method
US10550535B2 (en) Protective maritime assembly and method
CN103255741A (en) Coast wave absorbing group pile structure
CN108797512A (en) Expansible elastic floating breakwater and its method of construction
GB2488809A (en) Buoyant weir
US4834578A (en) Energy-dissipating overflow-type protection system on dikes and/or jetties
ZA201102296B (en) Breakwater structure
WO2011162812A2 (en) Water control gate and control system therefore
RU2375518C2 (en) Device for protecting coastal areas against floods
ES2724326T3 (en) Artificial coastal protection reef with power generation unit with or without direct contact with seawater
CN102828490B (en) Separated wharf wave dissipation wall
CN205999845U (en) A kind of triangular form concave arc floating breakwater
JP2013108284A (en) Marine levitation-type breakwater device and sea wave attenuation system using the same
WO2008084262A2 (en) Power generation means
JP4305872B2 (en) Tsunami breakwater
RU2416691C1 (en) Block-gate for protective dam against pileup floods or other similar natural disasters
JP2006249914A5 (en)
US5015121A (en) Offshore erosion protection assembly
CN211735247U (en) Hybrid floating breakwater with safety
CN106012967A (en) Automatic sea blocking dyke blocking tides with tides
US5741086A (en) Integrated, multiphase, energy-dissipating environmental system
KR20110031515A (en) The combined generation apparatus of the basin type from wave power and tide by water pumping
KR102185915B1 (en) Construction structure of floating type structure on water surface
KR20110031403A (en) Power generation apparatus from inertial force of the wave by water pumping
CN214656752U (en) Floating breakwater

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130111