Для чего строят шлюзы на реке
Как это работает? | Cудоходный шлюз
Первый судоходный шлюз, в котором осуществлялось попеременное выравнивание уровня воды, был изобретен Цяо Вэйюэ в 984 году и возведен на Великом Китайском канале. Шлюз представлял собой прямолинейный участок длиной 76 метров, который был ограничен с двух сторон воротами. Они были изготовлены из деревянных брусьев и перемещались вертикально. Берега шлюза были укреплены, а над ним размещался навес. В течение 11 века строители возводили шлюзы по всей длине Великого Китайского канала. Как же работает современный судоходный шлюз? Об этом в сегодняшнем выпуске!
Итак, шлюз — это гидротехническое сооружение на судоходных и водных путях, которое обеспечивает переход судов из одного водного бассейна в другой с различными уровнями воды в них. С двух сторон шлюз ограничен затворами или воротами, между которыми располагается герметичная камера с регулируемым уровнем воды. Камера любого шлюза имеет габариты, достаточные для размещения в ней одного или нескольких судов. При этом, в отличие от судоподъемников, камера шлюза не может менять свое положение или габариты. Однако уровень воды в ней может изменяться.
Одним из самых важных в конструкции шлюзов является водопроводное устройство. Оно предназначено для наполнения и опустошения камеры. Как правило, в качестве такого устройства используется плоский щитовой затвор. В крупных шлюзах могут применяться и специальные насосы.
Процесс пропускания судна через шлюз длится, как правило, от 10 до 20 минут в зависимости от размера камеры и перепада уровня воды. При шлюзовании чередуют направление пропускания судов: после того как судно, идущее вниз по течению, завершило шлюзование, в камеру с уже пониженным уровнем воды заходит судно, движущееся в обратном направлении. Таким образом не приходится выполнять лишнее заполнение либо слив воды из камеры.
Что значит шлюзование судов
Содержание статьи
Основными препятствиями речному судоходству являются мели, пороги, уклоны, разница уровней воды в смежных акваториях при наличии плотин или дамб. С целью обеспечения беспрепятственного прохождения судов на этих участках возводят ряд сложных сооружений. К ним относят затворы, камеры, ворота и установки по нагнетанию воды.
Устройство судоходного шлюза
Каждый шлюз снабжен закрытыми или открытыми каналами водопроводной системы, по которым нагнетается или отводится вода. Обычно насосно-затворная станция расположена в непосредственной близости от основного массива гидротехнических сооружений. Подача и слив воды могут осуществляться как естественным путем при открывании плоского шлюза, соединяющего камеру с акваторией высокого уровня, так и принудительной перекачкой.
Как проходит процесс шлюзования
При прохождении шлюзования судно заходит в шлюз через открытые ворота с одной его стороны. Если судно осуществляет подъем в акваторию высшего уровня, камера пуста. Заполняют камеру перед переходом судна из акватории высшего уровня на более низкий. Когда судно вошло в шлюз, ворота за ним закрываются, при этом камера становится практически полностью герметичной.
Далее следует слив или нагнетание воды в камеру, при этом судно соответственно опускается или поднимается. Как только уровень воды в шлюзе становится относительно равным со смежным водоемом, открываются небольшие затворки для полной стабилизации водной поверхности. После этого основные ворота открываются и судно может покинуть шлюзовую камеру.
Шлюз (гидротехническое сооружение)
Не снимайте пометку о выставлении на переименование до окончания обсуждения.
Дата постановки — 12 мая 2012.
Судоходный шлюз — гидротехническое сооружение на судоходных и водных путях для обеспечения перехода судов из одного водного бассейна (бьефа) в другой с различными уровнями воды в них. С двух сторон ограничен затворами, между которыми располагается смежная камера, позволяющая варьировать уровень воды в её пределах.
В отличие от судоподъемников, при использовании шлюзовых систем требуется большое количество воды, что приводит к снижению их пропускной способности и в том числе к меньшей скорости пропуска судов. Преимуществом является их более простое и дешевое в обслуживании техническое оснащение по сравнению с судоподъемниками.
Содержание
Основные сведения
Процесс пропускания судна через шлюз называется шлюзованием. Перевод судов посредством судоходного шлюза осуществляется последовательным переводом в смежную камеру после выравнивания в них уровня воды. Использование шлюзов главным образом направлено на то, чтобы сделать водные пространства с различными уровнями воды в них более пригодными для судоходства.
Каждый шлюз имеет три главных элемента:
Принцип работы шлюза следующий:
Шлюзование длится как правило от 10 до 20 минут в зависимости от размера камеры и перепада уровня воды. В случае, если судно движется вверх по течению, процесс реверсируется: судно входит в полупустую камеру, затем открывается клапан, наполняя камеру водой и поднимая судно.
При шлюзовании как правило стараются чередовать направление пропускания судов: после того, как судно, идущее, к примеру, вниз по течению, завершило шлюзование, в камеру уже пониженным уровнем воды в ней может сразу же зайти судно, движущееся в обратном направлении. Таким образом не требуется выполнять лишнее заполнение, либо слив воды из камеры.
Использование шлюзов в речной навигации
Использование шлюзов необходимо в случаях, когда для осуществления прохода судов создаётся искусственный обводной канал в обход таких препятствий, как пороги, плотины, дамбы и проч. Плотина увеличивает глубину водного пространства перед ней, в таком случае шлюз может быть установлен либо непосредственно в плотине, будучи её составной частью, либо в устье бьефа. Река, оснащённая такого рода сооружениями, носит название водного пути. Также с помощью установки шлюза в устье реки можно добиться того, чтобы река перестала быть подверженной влиянию приливов и отливов в крупных водоёмах, в которые она впадает. Для усовершенствования водного пути на реке используются дополнительные шлюзы:
Шлюзы также служат для поднятия и опускания воды в водохранилищах.
Использование шлюзов в каналах
При строительстве первых искусственных каналов, возводимых, как правило, на довольно плоских,негористых участках местности, их инженеры и строители предпочитали строить обводы в случае попадания на пути канала холмов, либо низин. Однако, удлинение канала влекло за собой чрезмерное удорожание его строительства и увеличивало длительность прохождения по нему судна. Для решения этой проблемы стали применяться шлюзы. Далее, по мере усовершенствования технических знаний и возможностей, для прохождения препятствий стали применяться всё новые решения: акведуки, туннели, дамбы. И в каждом из таких сооружений продолжили использовать шлюзы, ставшие с тех времён и по сей день неотъемлемой частью практически любого гидросооружения.
Как устроен шлюз
Путеводитель
Путеводитель «Волга, Кама, Ока, Дон»
Перед тем как начнется шлюзование, познакомимся кратко с устройством и действием шлюзов.
Хотя шлюзы выглядят по-разному, что зависит от их архитектурного оформления, но все они устроены в общем по одному принципу и служат для подъема и спуска судов там, где образуется резкая разница уровней воды.
Наше судно вошло в шлюз. Нам надо опуститься на одну «ступеньку» к Волге. Вахтенный начальник поворачивает рукоятку ключа автоматического управления шлюзованием. Он затратил на это усилий не больше, чем нужно затратить, допустим, для перестановки с места на место чернильного прибора. Но сколько механизмов, послушных сигналу, начали действовать друг за другом!
А как действуют механизмы, если судну нужно не опуститься, а подняться на одну «ступеньку»?
После того как оно вошло в камеру и нижние ворота закрылись, вахтенный поворачивает рукоятку ключа в другом направлении. Опускаются щиты водопроводных галерей. Затем механизмы немного приподнимают сегментный затвор и в камеру начинает течь вода. Если бы верхние ворота открывались обычным путем, то в первые минуты она била бы в образовавшуюся щель таким мощным потоком, что судно вряд ли могло бы уцелеть.
Когда уровни воды в шлюзе и верхнем бьефе сравнялись, поплавок-автомат «докладывает» об этом, и механизмы снова приводят в движение сегментный затвор. На этот раз он опускается в глубокую подводную нишу. Тотчас зажигается зеленый огонь светофора. Над «спрятавшимся» затвором судно выходит на верхний бьеф.
Многое из того, что здесь описано, вы можете увидеть сами при прохождении шлюзов, которых на вашем пути встретится немало. Правда, вы не увидите находящегося в башне черного блестящего пульта управления шлюзом, не увидите и всех механизмов, но теперь вы в общих чертах знаете, как они действуют.
Шлюз — это сложное гидротехническое сооружение для перехода судов от одного уровня воды к другому из верхнего бьефа в нижний или наоборот. В зависимости от направления движения, вверх или вниз по течению, придется подниматься или опускаться. Но сначала устройство и принцип работы шлюза.
Шлюз — это бетонная камера объемов до 140-180 тысяч м3 и высотой подъема до 40 метров (рис. 4.19.).
Рис. 4.19. Сигнализации на шлюзе со стороны верхнего бьефа
В верхнем и нижнем бьефах (водоемах) шлюзам подходят подходные каналы, огороженные специальными причальными сооружениями, таким образом, даже очень большую пустую баржу при сильном боковом ветре можно легко завести в шлюз. Наполнение шлюза осуществляется из верхнего бьефа самотеком через водоводы, расположенные под воротами. Есть конструкции шлюзов, у которых водоводы расположены под дном шлюза с выходом по всей поверхности дна равномерно.
Если посмотреть вдоль стенки шлюза, она ровная, без выступающих частей. Для технических целей, так же в нишах, расположены лестницы-стремянки, но за них швартоваться нельзя. Шлюзование осуществляет диспетчер шлюза, который при помощи светофоров, рации или громкой радиосвязи руководит процессом шлюзования, входа и выхода судов из камеры шлюза.
Следует помнить, что в камере шлюза большие транспортные суда в силу ослабления швартовых могут перемещаться, и капитанам малых судов, особенно мотолодок, надо быть предельно осторожными. Кроме того, стенки шлюза стоят наклонно, и расстояние между стенок вверху ощутимо больше, чем внизу. При недостаточном расстоянии между судами возможно расклинивание. 