SU35078A1

SU35078A1 - Device to protect the reservoir from sediment

Info

Publication number: SU35078A1
Application number: SU130292A
Authority: SU
Inventors: Н.П. Батурин
Original assignee: Н.П. Батурин
Priority date: 1933-06-13
Filing date: 1933-06-13
Publication date: 1934-02-28

Description

Изобретение относитс к устройствам дл защиты водохранилищ, главным образом , горных, от твердых наносов: камней , гальки и т. п.The invention relates to devices for protecting reservoirs, mainly mountainous, from solid sediment: stones, pebbles, etc.

Водохранилища, устраиваемые в горных ущель х, вл ютс одним из наиболее действительных средств дл полного регулировани стока, горных потоков, причин ющих в естественном, нерегулированном состо нии иногда большие опустошени и неисчислимые убытки народному хоз йству кра , орошаемого ими. Водохоз йственное значение горных водохранилищ не исчерпываетс одним только водозащитным их действием - они органически св заны с устройством гидросиловых установок на горных потоках, в цел х выравнивани чрезвычайно неравномерного стока последних , и дают зна ительную экономию в средствах, так как вследствие создаваемого ими подпора имеетс возможность сократить длину деривационного канала или напорной штольни установок . Несмотр , однако, на разносторонние выгоды, обеспечиваемые высокогорными водохранилищами в различных област х водного хоз йства, применение таковых на всех без разбора горных потоках невозможно, так как одним из -наиболее существенных условий возможности их устройства вл етс отсутствие в потоке значительного количества продуктов эрозии горных массивов, так называемого твердого донного стока горного потока. Масса твердого донного стока в горных потоках обычно бывает весьма внушительных . Водохранилище , выстроенное на таком горном потоке, заноситс в сравщ1тельно короткое врем гравием, щебнем и камн ми и т. п. Фракции твердого донного стока отлагаютс в водохранилищах по той причине, что плотина водохранилища , преграждающа ущелье, вл етс вполне пон тным преп тствием дальнейшему их продвижению вниз по течению, и промывные и пропускные донные отверсти , устраиваемые в плотинах, вл ютс бесполезными, так как горный -.поток, вверга сь в водохранилище, тер ет в нем всю свою скорость, а, следовательно , и силу, движущую твердый сток; поэтому фракции последнего, не доход до промывных отверстий, радиус действи которых, как оказываетс , ограничиваетс всего лишь несколькими метрами, оседают в хвостовой части водоема в виде конуса отложений, который , постепенно нароста ,со временем заполнит весь объем водохранилища. Прекратить или даже заметным образом ослабить процесс эрозии горных массивов, вл ющийс основной причиной присутстви в горных потоках твердого стока, лежит вне человечесййх йМмоЙностей. Поэтому в случае устройства водохранилища на r fmoin потоке, насыщенном продуктами эрозии, необходимо создать искусственным образом такие услови , при которых вы нос водою материалов распада из горных ущелий мог бы продолжатьс беспреп тственно , т. е. водохранилище должно стать как бы не существующим на пути передвижени твердого речного стока. Техническое осуществление этой задачи возможно, если в проект водохранилища включить деталь, специально предназначенную дл ртвода Твердого стока в обход водоема в нижний бьеф, т. е. устроить в береговой скале штольню, или же уложить по дну водохранилища трубу соотвественного диаметра. Бесперебойна работа отвод щего сооружени будет обеспечена следующими услови ми: 1) вс масса движущегос по речному дну твердого стока должна быть какимто образом захвачена, выделена из потока и подзеденг к отвод щему сооружению , 2) по всей длине отвод щего сооружени фракци м твердого стока должно быть обеспечено непрерывное -беспер ойноё движение, что может быть достигнуто созданием в отвод щем сооружении таких гидродинамических условий, чтобы в любой его точке скорость течени воды, и, следовательно, кинетическа ее энерги были больше, чем в прилегающем к нему участке горного потока, откуда приплавл етс к сооружению твердый сток.The reservoirs, arranged in mountain gorges, are one of the most effective means for the complete regulation of the flow, mountain streams, which sometimes cause great devastation and natural damage to the national economy, which is irrigated by them, in their natural, unregulated state. The water value of mountain reservoirs is not limited only by their water-protective action - they are organically connected with the arrangement of hydro-power installations on mountain streams, in order to level out the extremely uneven runoff of the latter, and provide significant savings in funds, because of the backwater they create reduce the length of the diversion channel or pressure gallery installations. Despite, however, the diversified benefits provided by high-altitude reservoirs in different areas of water use, it is not possible to use them at all without parsing mountain streams, since one of the most significant conditions for their device is the absence in the stream of significant amounts of mountain erosion products. arrays, the so-called solid bottom flow mountain stream. The mass of solid bottom flow in mountain streams is usually quite impressive. A reservoir built on such a mountain stream is filled for a comparatively short time by gravel, rubble and stones, etc. The fractions of solid bottom flow are deposited in the reservoirs because the reservoir dam that blocks the gorge is a clear obstacle to further their progress downstream, and flushing and passage bottom openings arranged in dams are useless, because the mountain stream, plunging into the reservoir, loses all its velocity and, consequently, the force driving the solid dy stock; therefore, the fractions of the latter, not the income to the washing holes, the radius of action of which, as it turns out, is limited to only a few meters, settle in the tail part of the reservoir in the form of a cone of sediments, which gradually build up over time will fill the entire volume of the reservoir. To stop or even noticeably weaken the process of erosion of mountain massifs, which is the main reason for the presence of solid runoff in mountain streams, lies outside of humanity. Therefore, in the case of the arrangement of a reservoir on an r fmoin stream saturated with erosion products, it is necessary to create artificially such conditions under which the carrying of decay materials from mountain gorges could continue unhindered, i.e. the reservoir should movement of solid river flow. Technical implementation of this task is possible if the project of the reservoir includes a part specifically designed for the Solid Waste Reservoir bypassing the reservoir into the downstream, i.e., arrange an adit in the coastal rock, or lay a pipe of appropriate diameter on the bottom of the reservoir. The following conditions will ensure uninterrupted operation of the discharge structure: 1) the entire mass of solid flow moving along the river bottom must be somehow captured, separated from the flow and sub-drain to the discharge structure, 2) along the entire length of the discharge structure solid flow fractions continuous flow is ensured, which can be achieved by creating hydrodynamic conditions in the outlet structure, so that at any point of the water flow rate and, consequently, its kinetic energy more than in the adjacent part of the mountain stream, from where solid runoff is melted to the structure.

Предлагаемое устройство предназначаетс дл осуществлени вышепоставленных задач и представл ет собой канал , сделанный в русле потока выше водохранилища и постепенно суживающийс вниз по течению, переход в троведенную через водохранилище в нижний бьеф и предназначенную дл . отвода наносов, р дом же с каналом устроены боковые каналы, служащие дл отвода воды в водохранилище .The proposed device is intended to carry out the above tasks and is a channel made in the flow channel above the reservoir and gradually tapering downstream, the passage to the river through the reservoir to the downstream and intended for. sediment removal, side channels are arranged next to the channel, which serve to drain water into the reservoir.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез (по ЕЕ на фиг. 2) устройства, фиг. 2 - план устройства; фиг. 3, 4, 5 и б - поперечные разрезы во АА, ВВ, GC и DD на фиг. 1.In FIG. 1 shows a longitudinal section (according to EE in FIG. 2) of the device, FIG. 2 - device plan; FIG. 3, 4, 5 and b are cross sections in AA, BB, GC and DD in FIG. one.

Несколько выше водохранилища, вне пределов распространени максимальчнощ подпорного горизонта его, русло горного потока. регулируетс , выпр мл етс , из него удал ютс крупные и, если нужно, берега защищаютс от размыва; длина регулируемого участка горного потока должна равн тьс 50-10р ««,: смотр по рельефу и уклону тальвега данного ущель . Дл предотвращена затоплени тальвега во врем максимальных наводков и создани сосредоточенного в русле более мощного водного потока, берега отрегулированного участка обваловываютс , причем между береговой бровкою и валами оставл ютс банкеты достаточной ширины дл ,прохода между валами наибольшего расчетного поводка. Лини изобран ает поверхность тальвега ущель и бровку береговой линии; 2-2-естественное дно горнбго потока; 2-5-3- продолжение того же дна, но несколько углубленного, спускающегос к нижней крОМке отвод щей трубы . Валы 6, окаймл ющие банкеты 7 отрегулированного участка русла 2, отвод тс в пределах последнего несколько в сторону, уменьшаютс по высоте и обрываютс , примерно, в середине всей длины приемника , так как здесь растекание паводочНых вод в сторону не имеет значени .Slightly above the reservoir, beyond the limits of distribution, the maximum area of its retaining horizon is the channel of a mountain stream. is regulated, rectified, large ones are removed from it and, if necessary, the banks are protected from erosion; the length of the regulated part of the mountain stream should be 50-10 ",":: review according to the relief and slope of the thalweg of this gorge. To prevent the thalweg from being flooded during maximum overruns and to create a more powerful water flow concentrated in the channel, the banks of the regulated area are collapsed, and banquets of sufficient width are left between the coastal bank and the shafts for the passage between the shafts of the largest calculated leash. The line scans the surface of the thalweg gorge and the coastline curb; 2-2 is the natural bottom of the mining stream; 2-5-3- continuation of the same bottom, but somewhat in-depth, of the discharge pipe running down to the bottom edge. Shafts 6, bordering the banquets 7 of the regulated section of the channel 2, are diverted within the latter somewhat to the side, reduced in height and cut off approximately in the middle of the entire length of the receiver, since the spreading of the flood waters to the side does not matter.

Приемник устройства на участке 2-3 представл ет собою воронкообразно суживающеес продолжение отрегулированного русла 2, с несколько углубл ющимс дном и с откосами, переход щими по мере приближени к пр моугольной части в отвеснее стенки. Бровки частей приемника планируютс на высоте поверхности тальвега , т. е. по линии /-7 и следуют естественному уклону местности. Пр моугольна вставка приемника 3, дно которой С приближением к отвод щей трубе 4 переходит постепенно к круглому очертанию одинакового радиуса с трубою, служит, главным образом, дл устройства в ней боковых водосбросов, в цел х окрнчательного регулировани количества воды и горизонта ее перед; поступлением в трубу. Отвод ща труба4 углубл етс в грунт на всю ее высоту; от ее диаметра завис т ширина и высота примыкающей к ней пр моугольной вставочной части 3. По обеим сторонам приемника расположены каналыThe receiver of the device in section 2-3 is a funnel-shaped tapering extension of the adjusted channel 2, with a somewhat deeper bottom and with slopes that, as they approach the rectangular part, fall into the vertical wall. The edges of the receiver parts are planned at the height of the thalweg surface, i.e. along the / -7 line and follow the natural slope of the terrain. The rectangular insert of the receiver 3, the bottom of which, when approaching the discharge pipe 4, gradually transitions to a circular outline of the same radius with the pipe, serves mainly to arrange lateral spillways in it, in order to control the amount of water and horizon in front of it; entering the pipe. The discharge pipe4 penetrates the ground to its full height; the width and height of the adjacent rectangular part 3 depend on its diameter; channels are located on both sides of the receiver

(кюветы) 5, предназначенные дл ртвод , переливающейс из среднего канала воды в водохраннлище. Гидравлические элементы кюветов должны быть рассчитаны таким образом, чтобы уровень поступающей в них воды был всегда ниже бровок частей 2-5-5, чем будет исключена возможность образовани подпора, в этих част х приемника и, следовательно, будет сохранена неизменной скорость течени воды.(cuvettes) 5, intended for a mercury outlet, overflowing from the middle water channel into the water storage. The hydraulic elements of the cuvettes should be designed so that the level of water flowing into them is always lower than the edges of parts 2-5-5, which will prevent the formation of backwater in these parts of the receiver and, therefore, the water flow rate will remain unchanged.

Действие устройства заключаетс в следующем. Фракции -твердого донного стока, поступающие из вышележащего участка горного потока в воронкообразную часть 2-5 приемника, продолжают Двигатьс по нему дальше, так как скорость воды в этой части не будет меньше , чем в вышележащем участке горного потока. Фракции твердого стока подвод тс к пр моугольному лотку 3 и переход т оттуда в отвод щий трубопровод 4, выход щий в нижний бьеф реки. Часть воды, не вмещающа с в приемнике 2-3, переливаетс по мере сужени последнего в кюветы 5, которые дл более быстрого отвода ее получают более Крутой уклон (см. фиг. 1 пунктир 5-5). Кроме того, сорбразно с увеличением (массы переливающейс воды, поперечное сечение кюветов постепенно увеличиваетс , что дает возможность .фиксировать горизонт- воды в кюветах на желаемой высоте и избежать подпора в части 2-5 приемника. Из кюветов вода, лишившись влекомых ею твердых донных наносрв, постуоа,ет в водохранилище.The operation of the device is as follows. The fractions of the solid bottom flow coming from the overlying section of the mountain stream to the funnel-shaped part 2-5 of the receiver continue to move along it further, since the water velocity in this part will not be less than in the upstream section of the mountain stream. The solid runoff fractions are led to a rectangular chute 3 and are transferred from there to a diverting conduit 4 leading to the downstream of the river. A part of the water that does not contain in the receiver 2-3 flows as the latter narrows into the cuvettes 5, which, for faster removal, receive a steeper slope (see Fig. 1 dotted line 5-5). In addition, it is sorbable with an increase (the mass of the overflowing water, the cross-section of the cuvettes gradually increases, which makes it possible to fix the horizon-water in the cuvette at the desired height and avoid backwater in part 2-5 of the receiver. Of the cuvette is water, having lost its solid bottom , postoo, em in the reservoir.

В цел х обеспечени отдельным част м устройства желаемых гидродинамических качеств, техническое их осуществление предполагаетс в следующем виде: воронкообразна часть 2-3 приемника получает т желую отмостку из камн с достаточно ровною лицевой поверхностью; следующа за ней часть 5 строитс из тщательной бутовой кладки и, наконец, отвод щий твердый сток трубопровод --из бетона или дерева, или же, если отвод щим сооружением вл етс штольн то поверхность последней тщательно выравниваетс или получает бетонную облицовку.In order to provide the individual parts of the device with the desired hydrodynamic qualities, their technical implementation is assumed as follows: the funnel-shaped part 2-3 of the receiver receives a heavy blind area of stone with a fairly even front surface; the next part 5 is constructed from a thorough rubble masonry and, finally, a solid waste discharge pipeline is made of concrete or wood, or, if the discharge structure is an adit, the surface of the latter is carefully leveled or receives a concrete lining.

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Устройство дл .защиты водохранилища от наносов, отличающеес тем, что с целью отвода влекомых потоком наносов (камней, гальки и т. п.) в русле этого пртока выше водохранилища устроен суживающийс вни по течению канал 2-3-3, переход щий в проведенную через водохранилище в нижний бьеф трубу 4 р дом с которым расположены боковые каналы 5, предназначенные дл отвода в водохранйлище воды, переливающейс в них через бровки / канала 2-3-3, по мере сужени этого канала. i ,n ftfA device for protecting the reservoir from sediments, characterized in that, in order to remove sediment entrained by the flow (stones, pebbles, etc.), a channel 2-3 tapering downstream, passing into the through the reservoir to the downstream pipe 4, next to which side channels 5 are located, intended to drain water into the water storage system, which is poured into them through the edges / channel 2-3-3, as this channel narrows. i, n ftf