RU2730607C1 - Подвижная берегозащитная шпора - Google Patents
Подвижная берегозащитная шпора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2730607C1 RU2730607C1 RU2020107423A RU2020107423A RU2730607C1 RU 2730607 C1 RU2730607 C1 RU 2730607C1 RU 2020107423 A RU2020107423 A RU 2020107423A RU 2020107423 A RU2020107423 A RU 2020107423A RU 2730607 C1 RU2730607 C1 RU 2730607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- groin
- river
- spur
- bank
- head
- Prior art date
Links
- 210000004013 groin Anatomy 0.000 title abstract 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/02—Stream regulation, e.g. breaking up subaqueous rock, cleaning the beds of waterways, directing the water flow
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
- E02B3/06—Moles; Piers; Quays; Quay walls; Groynes; Breakwaters ; Wave dissipating walls; Quay equipment
- E02B3/062—Constructions floating in operational condition, e.g. breakwaters or wave dissipating walls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/11—Hard structures, e.g. dams, dykes or breakwaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Revetment (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты речных прибрежных зон от процессов по их естественному переформированию и для выпрямления трассы реки. Цель изобретения: сохранение эксплуатационных характеристик берегозащитной шпоры при изменении гидрологического режима реки. Шпора выполняется ограниченно подвижной по горизонтали и вертикали и включает: голову шпоры в виде сваи переменной высоты; тело шпоры в виде гирлянды переменного сечения с возможностью перемещения по горизонтали и вертикали; корень шпоры в виде подвижного блока с возможностью перемещения по горизонтали вдоль берега реки и по вертикали при обнажении дна реки с понижением ее уровня. Предлагаемая конструкция позволяет: во время ледохода и ледостава спрятать голову и тело шпоры в толще воды подо льдом; перекрывать телом шпоры прибрежный поток при любом уровне воды; изменять угол наклона шпоры по отношению к защищаемому берегу. 3 ил.
Description
Изобретение относится к гидротехническому и природоохранному строительству и может быть использовано для защиты речных прибрежных зон от процессов по их естественному переформированию и для выпрямления трассы реки. Одним из гидротехнических сооружений возводимых для этой цели являются защитные шпоры [1], выстраиваемые с берега под определенным углом наклона по отношению к защищаемому берегу и включающие следующие участки:
- примыкающий к берегу корень;
- располагающуюся на глубине и испытывающую наибольшее разрушительной воздействие водного потока голову;
- соединяющего их тела.
Такая конструкция имеет следующие недостатки:
- во время ледохода и вскрытия реки шпоры играют роль перемычек сужающих русло реки и ухудшающими параметры ледопропускного фронта [2];
- при переменном уровне течения реки шпоры должны строиться с расчетом на самый высокий уровень (избыточная высота);
- при переменной скорости течения реки шпоры должны строиться с расчетом на самую высокую скорость водного потока (избыточная прочность).
Третий недостаток частично компенсируется строительством водопроницаемых шпор [3]. Второй недостаток частично компенсируется использованием шпор затопляемых только при высоком уровне речных вод. Первый недостаток, частично компенсируется использованием постоянно заливаемых шпор [4].
Во всех трех случаях частичность решения, обусловлена тем, что оно достигнуто за счет ухудшения целевой характеристики шпоры - снижения скорости прибрежного речного потока. То есть, не решено основное противоречие:
- для выполнения защитной и выпрямительных функции шпоры, как конструкции несущие силовую нагрузку, должны быть неизменными по прочности, высоте и проницаемости;
- для приспособления к переменному гидрологическому состоянию реки шпоры должны быть переменными по тем же параметрам.
Преодолеть такое противоречие можно с помощью приема «динамизации», когда шпора делится на части, способные перемещаться относительно друг друга и при этом характеристики шпоры должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы.
Например, голова шпоры может быть выполнена в виде сваи переменной высоты. Это дает возможность во время ледохода спрятать сваю в толще вод подо льдом. Тело шпоры может быть выполнено в виде гибкой гирлянды переменного сечения с возможностью перемещения ее по горизонтали. Это дает возможность перекрывать прибрежный поток при любом уровне воды. Если гирлянду сделать плавучей, возможна утилизация разрушительной энергии набегающего речного потока [5].
Корень шпоры может быть выполнен в виде перемещаемого по берегу блока. При понижении уровня воды и осушения дна этот блок может перемещаться вниз. Кроме того, при перемещении блока вдоль берега, при неизменном положении головы шпоры меняется угол наклона шпоры по отношению к защищаемому берегу, что дает возможность в случае необходимости менять условия взаимодействия шпоры и набегающего потока.
Оси шпор располагают в плане не перпендикулярно потоку воды, а с некоторым поворотом вниз по течению. Обычно угол между контуром защищаемого берега и осью шпоры составляет 60-70° [1]. С увеличением скорости потока (половодье) подвижная берегозащитная шпора может увеличить этот угол, с уменьшением (ледостав) - уменьшить.
Цель изобретения: сохранение эксплуатационных характеристик берегозащитной шпоры при изменении гидрологического режима реки.
Поставленная цель достигается тем, что шпора выполняется ограниченно подвижной по горизонтали и вертикали и включает:
- голову шпоры в виде сваи переменной высоты;
- тело шпоры в виде гирлянды переменного сечения с возможностью перемещения по горизонтали и вертикали;
- корень шпоры в виде подвижного блока с возможностью перемещения по горизонтали вдоль берега реки и по вертикали при обнажении дна реки с понижением ее уровня.
Предлагаемая конструкция позволяет:
- во время ледохода и ледостава спрятать голову и тело шпоры в толще вод подо льдом;
- перекрывать телом шпоры прибрежный поток при любом уровне воды;
- изменять угол наклона шпоры по отношению к защищаемому берегу.
Заявляемая конструкция с присущими ей существенными признаками может быть неоднократно и в различных вариантах, с использованием различных устройств и материалов, успешно реализована на практике с получением указанного выше результата.
Пример. Конструкция подвижной берегозащитной шпоры поясняется чертежом на Фиг. 1. В половодье верхушка винтовой сваи (1) с фиксирующим блоком (2) и вертлюгом (3) находится над поверхностью воды. На отходящем от вертлюга тросе (4) крепятся поплавки (5) с винтовыми лопастями (6). Подъемная сила поплавков необходима и достаточна для того, чтобы лопасти в верхнем положении всегда находились над поверхностью воды (7). Длина лопастей поплавков необходима и достаточна, чтобы в крайнем нижнем положении они максимально перекрывали водный поток, не задевая дна (8). В этом случае набегающая вода бьет в нижние лопасти и вращает поплавки. Они скручивают трос и передают вращательное движение на генератор (9) находящийся на перемещаемой платформе (10). Энергия движения воды вместо разрушения берегов направляется на выработку электрического тока, который передается в сеть или используется на месте, например: на работу земснаряда, углубляющего основное русло реки.
В летнее маловодье при более низком уровне воды (7) (Фиг. 2) вертлюг (3) закрепляется фиксирующим устройством (2) на новом более низком уровне сваи (1). Поплавки (5) с лопастями (6) с помощью троса (4) подтягиваются ближе к свае (1). Перемещаемая платформа (9) с генератором (10) переезжает на высохшее речное дно (8).
Зимой, в период ледостава (Фиг. 3) вертлюг (3) закрепляется фиксирующим устройством (2) на новом самом низком уровне сваи, верхушка сваи (1) отсоединяется (вариант: свая более глубоко ввинчивается в дно), так чтобы от уровня льда (11) верх сваи отстоял более чем на 0,5 метра. Лопасти (6) и поплавки (5) закрепляются тросом (4) в наклонном положении и продолжают выработку электроэнергии в генераторе (10) используя только свою винтовую поверхность.
Поскольку в период ледостава скорости течения самые низкие угол шпоры по отношению к защищаемому берегу может быть более 120°. Для этого перемещаемая платформа продвигается по берегу против направления течения за точку береговой поверхности ближайшую к свае шпоры на строго определенное расстояние. То есть, у нас реализуется вариант шпоры с осью против течения, который наиболее ослабляет размывающее воздействие [4].
В период половодья с наиболее быстрым течением угол шпоры по отношению к защищаемому можно сделать меньше 30°. Для этого перемещаемая платформа продвигается по берегу по направлению течения за точку береговой поверхности ближайшую к свае шпоры на строго определенное расстояние.
В остальные периоды угол шпоры по отношению к защищаемому берегу устанавливается на уровне 70° аналогичным перемещением, но на меньшее расстояние.
Источники информации
[1] Электронный ресурс: https://www.gidroburo.ru/index.php/a-proektifovanie/a-7-beregoukrepleniya/72-a-7-05-zashchitnye-shpory.
[2] Электронный ресурс: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/norma/249408/.
[3] А.С. СССР N 1483001 МПК Е02В 3/04; Е02В 3/06. Берегозащитная шпора. В.Ф. Дмитриев, Е.И. Масс, Л.Р. Мороз, В.И. Руденко, Д.П. Надирадзе, З.А. Титова Опубл. 30.05.89. Бюл. N 20.
[4] Электронный ресурс: http://alobuild.ru/gidrotehnicheskiye-sooruzheniya-1985/shpori.php.
[5] Патент РФ N57839. МПК F03B 13/00. Гирляндная ГЭС. А.И. Попов Опубл. 27.10.2006. Бюл. N 30.
Claims (4)
- Берегозащитная шпора, включающая примыкающий к берегу корень, располагающуюся на глубине и испытывающую наибольшее разрушительное воздействие водного потока голову, а также соединяющее их тело, отличающаяся тем, что с целью сохранения эксплуатационных характеристик шпоры при изменении гидрологического режима реки шпора выполняется ограниченно подвижной по горизонтали и вертикали и включает:
- - голову шпоры в виде сваи переменной высоты;
- - тело шпоры в виде гирлянды переменного сечения с возможностью перемещения по горизонтали и вертикали;
- - корень шпоры в виде подвижного блока с возможностью перемещения по горизонтали вдоль берега реки и по вертикали при обнажении дна реки с понижением ее уровня.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107423A RU2730607C1 (ru) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Подвижная берегозащитная шпора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020107423A RU2730607C1 (ru) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Подвижная берегозащитная шпора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2730607C1 true RU2730607C1 (ru) | 2020-08-24 |
Family
ID=72237747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020107423A RU2730607C1 (ru) | 2020-02-18 | 2020-02-18 | Подвижная берегозащитная шпора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2730607C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3785159A (en) * | 1972-11-21 | 1974-01-15 | Fmc Corp | Attenuation of water waves and control and utilization of wave-induced water movements |
SU1483001A1 (ru) * | 1986-12-23 | 1989-05-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства | Берегозащитна шпора |
SU1705468A1 (ru) * | 1989-12-05 | 1992-01-15 | Специализированный Трест Диагностики И Восстановления Подводных Трубопроводов | Шпора берегоукреплени |
RU2130525C1 (ru) * | 1998-03-11 | 1999-05-20 | Таланов Борис Петрович | Способ гашения энергии волн в прибрежной морской зоне |
-
2020
- 2020-02-18 RU RU2020107423A patent/RU2730607C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3785159A (en) * | 1972-11-21 | 1974-01-15 | Fmc Corp | Attenuation of water waves and control and utilization of wave-induced water movements |
SU1483001A1 (ru) * | 1986-12-23 | 1989-05-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства | Берегозащитна шпора |
SU1705468A1 (ru) * | 1989-12-05 | 1992-01-15 | Специализированный Трест Диагностики И Восстановления Подводных Трубопроводов | Шпора берегоукреплени |
RU2130525C1 (ru) * | 1998-03-11 | 1999-05-20 | Таланов Борис Петрович | Способ гашения энергии волн в прибрежной морской зоне |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕРЕГОУКРЕПЛЕНИЙ И РЕКУЛЬТИВАЦИЯ РЕК. Защитные шпоры. Найдено в Интернет: https://www.gidroburo.ru/index.php/a-proektifovanie/a-7-beregoukrepleniya/72-a-7-05-zashchitnye-shpory, дата размещения на сайте 06.12.2018. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6547753B2 (ja) | 海岸保全及び波エネルギー発電システム | |
CN104594286A (zh) | 一种兼作波浪能发电装置的浮式防波堤 | |
CN106939578B (zh) | 一种海堤度汛防护结构及其施工方法 | |
Vernon-Harcourt | Harbours and docks | |
RU2730607C1 (ru) | Подвижная берегозащитная шпора | |
GB2488809A (en) | Buoyant weir | |
KR20100114990A (ko) | 낙차수압을 이용한 수력발전 시스템 | |
TWI659154B (zh) | 海岸保護暨波浪能源發電系統 | |
WO2011005100A1 (en) | Method and apparatus for producing tidal energy, and applications thereof | |
RU144821U1 (ru) | Эксплуатационный водосброс плотины (варианты) | |
US10502178B2 (en) | In-bank veritcal axis hydropower system | |
WO2019103634A2 (en) | Cascading hydroelectric power plant | |
RU2639046C2 (ru) | Эксплуатационный водосброс плотины гидроэлектростанции | |
Tong et al. | Advanced materials and devices for hydropower and ocean energy | |
JP2010222875A (ja) | 水流加速用の構築体 | |
JP2015094210A (ja) | 波高さ発生施設構築構造及び発電施設構築 | |
Doke et al. | Design of energy dissipator for Khadakwasla Dam to control the velocity of flow | |
KR20100123950A (ko) | 조력발전장치 | |
RU2671681C1 (ru) | ГЭС, вырабатывающая электроэнергию от холостого водосброса | |
RU185644U1 (ru) | Бесплотинная гидроэлектростанция | |
JP2012145090A (ja) | 人工水路式水車発電機による発電方法と海水干満式水車発電機による発電方法と人工水路式水車発電機と海水干満式水車発電機と下掛け水車発電機用の人工水路と人工水路式灌漑用水車。 | |
Brunelli et al. | The bump of a boat into a gate-structure dam: An unusual risk scenario | |
RU72701U1 (ru) | Железнодорожный мост на жестких опорах | |
RU2270291C1 (ru) | Продольное сквозное берегозащитное сооружение | |
ES2226522B1 (es) | Sistema rotativo flotante, especialmente diseñado para uso en instalaciones de generacion electrica en medio hidraulico terrestre y marino. |