СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПЛОТИНЫ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ ОТ РАЗРУШЕНИЯ

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПЛОТИНЫ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ ОТ РАЗРУШЕНИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2263178 (13) C2

(51) 7 E02B7/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.10.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2003135253/03 
(22) Дата подачи заявки: 2003.12.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.12.03 
(43) Дата публикации заявки: 2005.05.20 
(45) Опубликовано: 2005.10.27 
(56) Аналоги изобретения: РОЗАНОВ Н.Н. Плотины из грунтовых материалов. М.: Стройиздат, 1983, с. 282.

SU 1587121 А1, 23.08.1990.

SU 115373 А, 10.11.1958.

SU 994608 А, 17.02.1983.

SU 192074 А, 30.03.1967.

DE 1634201 А, 07.12.1972. 
(72) Имя изобретателя: Седых Н.А. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Военный инженерно-технический университет (RU) 
(98) Адрес для переписки: 191123, Санкт-Петербург, ул. Захарьевская, 22, ВИТУ, бюро по изобретательству и патентной работе 

(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПЛОТИНЫ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ ОТ РАЗРУШЕНИЯ
Изобретение относится к области строительства и эксплуатации плотин и предназначено для защиты плотин от разрушения. Способ заключается в создании дополнительного водосбросного канала в виде множества самотечных сифонов, переброшенных через гребень плотины. Сифоны собирают из заранее подготовленных узлов, которые доставляют на гребень плотины при опасном подъеме воды в водохранилище. Причем короткое и длинное колена сифона устанавливают стационарно, опуская короткое колено каждого сифона под уровень воды в верхнем бьефе, а длинное колено - под уровень воды в нижнем бьефе. Одновременно собирают вакуумную установку, всасывающую камеру которой соединяют трубопроводом с высшей точкой сифона. Затем сифоны вакуумируют, заполняя их водой. Изобретение позволяет организовать аварийные сбросы воды через плотину, оперативно понизить уровень воды в водохранилище, не допуская образования промоин и прорыв плотины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области строительства и эксплуатации плотин, обеспечивающих комплексное использование водных ресурсов для нужд энергетики, орошения, водоснабжения, судоходства, рыболовства, а также охрану водных источников от истощения, и предназначено для защиты указанных сооружений от разрушения путем размыва. Разрушение плотин очень часто приводит к тяжелым последствиям: человеческим жертвам, уничтожению жилых домов и других народнохозяйственных объектов, а также сельскохозяйственных угодий.

Так, из истории плотиностроения известна [1, 2] одна из наиболее разрушительных аварий, которая произошла в 1889 г. на плотине Аут Форк в США (высота плотины 21,5 м, объем водохранилища около 20 млн. м 3).

Причиной разрушения плотины был перелив воды через гребень вследствие ливневых дождей и недостаточной пропускной способности открытого берегового водосброса. В результате образовалась промоина, которая имела ширину понизу 15,5 м и поверху около 130 м. Через эту промоину водохранилище было опорожнено в течение 45 мин. Поток воды, с высотой волны до 10-12 м понесся по нижележащей долине со скоростью 22 м/с. При этом погибло 2500 человек, были смыты все мосты, железнодорожные насыпи и пути; горные массивы массой 60 т перенесены потоком на несколько сотен метров.

Несмотря на то что со времени указанной катастрофы прошло более ста лет, подобные события, может быть, только с меньшим количеством человеческих жертв, происходят регулярно до последнего времени, пример тому, например, наводнение 2002 года в Краснодарском крае. Подобные многочисленные катастрофы с человеческими жертвами, по нашему мнению, являются самым убедительным доказательством отсутствия способа (технического решения), сколько-нибудь кардинально решающего эту важнейшую для жизни людей проблему.

Основными причинами разрушения плотин в результате перелива воды через гребень являются:

- неправильный выбор расчетного паводкового расхода, в связи с чем пропускная способность водосбросов и водоспусков оказывается недостаточной;

- неисправное состояние водопропускных сооружений в период паводка;

- авария плотины, расположенной выше по течению.

Во всех перечисленных случаях уровень воды в водохранилищах перед плотинами поднимается достаточно быстро (десятки сантиметров в час), достигая гребня плотины в течение менее суток, поэтому традиционные известные способы защиты плотин, к которым следует отнести: строительство дополнительного водосбросного канала, наращивание высоты плотины, создание бетонированных устройств для пропуска паводковых вод по схемам быстротока или водослива путем фильтрации через каменную наброску, - неэффективны, так как их применение требует не только больших материальных и финансовых ресурсов, но и значительного времени их реализации. Например, время достижения бетоном хотя бы 50% прочности исчисляется многими сутками. Таким образом, последнее (временное) ограничение, как правило, является определяющим, снижающим эффективность известных способов решения поставленной задачи к нулю.

Из перечисленных способов защиты плотины при переполнении водохранилища и переливе воды через ее гребень следует считать способ, заключающийся в строительстве дополнительного водосбросного канала [1], если его выполнять, разумеется, взрывным способом.

Данное техническое решение [1, стр.282] принято в качестве наиболее близкого аналога заявленному способу.

К основным недостаткам прототипа следует отнести:

- высокую вероятность размыва русла дополнительного канала с последствиями, соизмеримыми с последствиями размыва тела плотины, из-за низкой прочности грунта;

- невозможностью широкомасштабного применения данного способа из-за возможного разрушения других близлежащих зданий и сооружений;

- отсутствия на месте взрывчатых веществ и специалистов для оперативного решения данной задачи.

В связи с изложенным для защиты плотины от разрушения, недопущения непосредственного перелива воды через гребень предлагается сброс воды из водохранилища осуществить посредством быстровозводимых трубчатых каналов, в виде сифонов [3], каждый из которых представляет изогнутую вверх трубу, находящуюся под вакуумом, с коленами разной длины, при этом короткое колено опускают под уровень воды в верхнем бьефе, а длинное колено - под уровень воды в нижнем бьефе.

Новой в заявленном изобретении является операция создания дополнительных водосбросных каналов в виде множества самотечных сифонов, переброшенных через гребень плотины, причем при опасном подъеме воды в водохранилище на гребень плотины доставляют заранее подготовленные узлы и собирают из них сифоны, при этом короткое колено каждого сифона опускают под уровень воды в верхнем бьефе, а длинное колено - под уровень воды в нижнем бьефе, одновременно собирают вакуумную установку, всасывающую камеру которой соединяют трубопроводом с высшей точкой сифона, затем сифоны вакуумируют, заполняя их водой.

Указанные новые признаки не выявлены из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".

Новые признаки в совокупности позволяют оперативно, без выполнения традиционных трудоемких земляных и бетонных работ (без строительства дополнительных водосбросных земляных каналов и туннелей) понизить уровень воды в водохранилище и не допустить образования промоин и прорыв плотины и тем самым не допустить многочисленные человеческие жертвы и огромные материальные потери, которые часто неизбежны, к сожалению, при подобных катастрофах.

В материалах IX Международного конгресса по большим плотинам отмечается, что при прорыве плотины материальный ущерб от наводнения может колебаться от 1 до 100 млн. долл на 1 км затопления или от 1 до 10 долл на 1 м3 воды, прорвавшейся в нижний бьеф. При аварии плотины «Титон», стоимость которой составляла 39,5 млн. долл., полный ущерб был оценен в 400 млн. долл. [1].

Изобретение иллюстрируется следующим примером устройства для реализации предлагаемого способа (фиг.1), где изображена плотина 1, разделяющая водохранилище 2 и русло реки 3, которые соединены с посредством сифона 4, с коротким коленом 5 и длинным коленом 6. В высшей точке сифона присоединена труба вакуумноой установки (вакуумного насоса). В данном примере в качестве такого устройства представлен эжектор (струйный насос) 8 с гибкими водоводами 9 и 10, имеющими на концах задвижки 11 и 12.

Заявленный способ реализуется следующим образом. При опасном подъеме воды в водохранилище 2 на гребень плотины 1 доставляют и собирают сифон 4 из заранее подготовленных узлов. При этом короткое 5 и длинное 6 колена сифона могут быть установлены стационарно, поскольку они не мешают движению транспорта по плотине в режиме обычной ее эксплуатации. Одновременно собирают вакуумную установку - эжектор 8 с гибкими трубопроводами 9 и 10 с задвижками 11 и 12, одна из которых должна быть закрыта, например, задвижка 12. Всасывающую камеру эжектора 8 соединяют трубопроводом 7 с верхней точкой сифона 4. Далее, через открытую задвижку 9 заполняют водой гибкие шланги 9 и 10, а также эжектор 8. После этого задвижку 9 закрывают, и гибкие шланги 9 и 10 опускают в воду, одновременно открывая задвижки 11 и 12. За счет разности уровней воды в водохранилище 2 и русле реки 3 по системе: гибкий шланг 9, эжектор 8 и гибкий шланг 10 начнется движение воды, которое создает вакуум в эжекторе 8. За счет этого вакуума посредством трубопровода 7 создается разряжение в сифоне 4, вода под атмосферным давлением заполняет внутренний объем сифона 4 и начинает переливаться полным сечением через плотину 1, снижая уровень воды в водохранилище 2, не допуская неорганизованный перелив ее через гребень плотины 1, образования промоин и разрушения последней.

Заявленное техническое решение позволяет организовать аварийные сбросы воды через плотины практически неограниченной производительности за счет увеличения диаметров сифонов (теоретически до 10 м) и их числа. Простота решения, низкая трудоемкость строительства сифонных сбросов воды, особенно при наличии заранее изготовленных узлов, позволяет их ввести в действие в течение считанных часов, а для небольших плотин в течение десятков минут.

Применение заявленного способа на практике позволит исключить катастрофические последствия с гибелью людей и колоссальными материальными потерями при разрушении плотин гидротехнических сооружений.

Источники информации 

1. Розанов Н.Н. Плотины из грунтовых материалов. М.: Стройиздат, 1983. 296 с. - прототип.

2. Гидротехнические сооружения. М.: Стройиздат, 1978.

3. Френкель Н. 3. Гидравлика. М.-Л. Государственное энергетическое издательство, 1947.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ защиты плотины гидротехнического сооружения от разрушения, заключающийся в создании дополнительного водосбросного канала, отличающийся тем, что дополнительный водосбросной канал выполняют в виде множества самотечных сифонов, переброшенных через гребень плотины, причем при опасном подъеме воды в водохранилище на гребень плотины доставляют заранее подготовленные узлы и собирают из них сифоны, при этом короткое колено каждого сифона опускают под уровень воды в верхнем бьефе, а длинное колено - под уровень воды в нижнем бьефе, одновременно собирают вакуумную установку, всасывающую камеру которой соединяют трубопроводом с высшей точкой сифона, затем сифоны вакуумируют, заполняя их водой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что короткое и длинное колена сифона устанавливают стационарно




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru