Водоналивная наращиваемая дамба от наводнений
Изобретение относится к гидротехническому строительству инженерных сооружений для защиты территорий, которым угрожает наводнение. Дамба установлена вдоль прибрежной полосы или территории, где существует угроза наводнения, закреплена на их спланированной и укрепленной поверхности. Дамба содержит нижний базовый непрерывный ряд установленных вплотную друг к другу взаимозаменяемых полых резервуаров, на который в случае необходимости сверху устанавливаются дополнительные ряды плотно состыкованных между собой аналогичных взаимозаменяемых полых резервуаров. В нижнюю часть передних стенок базового ряда резервуаров вмонтированы дренажно-наливные трубы, причем в днищах резервуаров (кроме резервуаров базовой части дамбы) и крышах резервуаров выполнены люки. Люки в крышах резервуаров верхнего, последнего ряда закрыты съемными крышками. Резервуары, по крайней мере, нижнего базового ряда, имеют внутри вертикальные поперечные перегородки. Герметичность сооружения обеспечивается за счет уплотнительных элементов, установленных на горизонтальных и вертикальных сопрягаемых поверхностях соседних резервуаров, для предотвращения просачивания воды. Со стороны берега резервуары могут быть укреплены при необходимости вертикальными контрфорсами. Изобретение позволяет повысить надежность защиты прибрежной береговой полосы от наводнений, ускорить строительство защитного сооружения при значительном сокращении количества строительных материалов. 1 ил.
Область техники
Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в инженерных сооружениях для защиты береговых участков от наводнений прибрежной полосы или территорий, которым угрожает наводнение.
Уровень техники
По патенту РФ на изобретение RU 2274701 С1, взятому за прототип, известна водоналивная наращиваемая дамба от наводнений, содержащая нижний базовый непрерывный ряд установленных вплотную друг к другу полых резервуаров с возможностью установки на него сверху при необходимости дополнительных рядов плотно состыкованных между собой полых резервуаров, в нижнюю часть стенки резервуаров вмонтированы дренажные трубы с односторонними обратными клапана-ами, а верхняя часть стенки резервуаров имеет подающие трубы с односторонними обратными клапанами другого направления.
Недостатком этого сооружения является наличие в каждом резервуаре и дренажных, и подающих труб, необходимость оснащения этих труб односторонними клапанами разного направления, что усложняет конструкцию сооружения и его эксплуатацию.
Сущность изобретения
Целью (задачей) заявляемого изобретения является упрощение конструкции и эксплуатации водоналивной наращиваемой дамбы от наводнений, повышение надежности работы самой конструкции дамбы и повышение за счет этого надежности защиты прибрежной береговой полосы или территории, которой угрожает наводнение, от затопления, а также ускорение строительства и наращивания защитных сооружений от наводнений (дамб).
Технический результат заключается в реализации надежной защиты от наводнений при соружении и использовании водоналивной наращиваемой дамбы, воплощающей заявляемое изобретение (п.3.2.4.3 Правил составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение).
Поставленная цель достигается тем, что водоналивная дамба установлена вдоль прибрежной полосы или территории, где существует угроза наводнения, закреплена на их спланированной и укрепленной поверхности (например на существующих набережных или на прибрежных территориях, имеющих ровную горизонтальную поверхность, укрепленную, например, плитами из прочного водостойкого материала, или укрепленную бетоном, камнем и т.п.) и состоит из нижнего базового непрерывного ряда установленных вплотную друг к другу полых резервуаров (базовой части дамбы), на которую при необходимости (в случае повышения уровня воды в акватории) возможна установка сверху дополнительных рядов плотно состыкованных между собой полых резервуаров, причем в нижнюю часть стенок базового ряда резервуаров вмонтированы дренажно-наливные трубы, в крышах резервуаров базового ряда и дополнительных рядов резервуаров, а также в днищах резервуаров (кроме резервуаров базовой части дамбы) соосно выполнены сквозные люки, а люки в крышах резервуаров верхнего последнего ряда закрыты съемными крышками, кроме того, резервуары, по крайней мере нижних составных частей могут иметь внутри вертикальные поперечные перегородки, обеспечивающие жесткость и прочность резервуаров.
В отличие от взятой за прототип конструкции дамбы, каждый резервуар которой снабжен дренажными и подающими трубами, в которые вмонтированы односторонние клапаны, в заявляемом изобретении только нижний базовый ряд дамбы снабжен дренажно-наливными трубами без обратных клапанов или каких-либо других внутренних устройств, а дополнительные верхние ряды резервуаров вообще не имеют дренажно-наливных труб. Это значительно упрощает как конструкцию дамбы, так и ее эксплуатацию, повышает надежность работы самой конструкции.
Базовый ряд может быть единственным, если высота его достаточна для защиты от прогнозируемых наводнений в конкретном месте. В данном случае базовый ряд установленных вплотную друг к другу взаимозаменяемых резервуаров является само достаточным и сам по себе является водоналивной дамбой.
При установке только одного базового ряда поднятие воды во время паводка, половодья в реке, водоеме до уровня дренажно-наливных труб резервуаров влечет наполнение их водой, так как акватория и резервуары соединяются при помощи этих труб и становятся по сути сообщающимися
сосудами. Вытесняемый водой воздух из резервуаров базового ряда выходит через отверстия для воздуха в съемных крышках, которыми закрыты люки в крышах резервуаров.
Наполненная водой базовая часть дамбы приобретает большую устойчивость за счет увеличения общей ее массы.
При спаде уровня воды в акватории до обычного, ординарного уровня, находящегося ниже уровня дренажных труб, вода из резервуаров выходит через дренажно-напивные трубы в акваторию, водоем.
При угрозе повышения уровня воды в акватории выше высоты базовой части дамбы и возникла необходимость увеличения высоты дамбы конструкция наливной дамбы предусматривает возможность наращивания ее путем установки сверху на базовую часть дамбы второго и даже большего количества дополнительных рядов плотно и герметично состыкованных друг с другом полых секционных взаимозаменяемых резервуаров.
При подъеме воды в акватории вода через дренажно-напивные трубы базовой части поступает в резервуары сначала базового ряда, а затем и в резервуары вышерасположенных рядов, так как резервуары базового ряда и резервуары вышерасположенных рядов имеют соосные люки, через которые вода имеет возможность наполнять и верхние ряды резервуаров, поднимаясь вверх и наполняя их, так как и в этом варианте резервуары и акватория являются сообщающимися сосудами. Уровень воды в резервуарах будет равен уровню воды в акватории.
Вытесняемый водой воздух из верхних рядов резервуаров выходит через отверстия для воздуха в съемных крышках, которыми закрыты люки в крышах резервуаров верхних рядов. Съемные крышки люков на крышах базовой части дамбы предварительно снимаются и устанавливаются на люки крыш резервуаров верхнего ряда, закрывая их.
При спаде воды в акватории до обычного уровня, находящегося ниже уровня дренажных труб базовой части дамбы, вода выходит через эти дренажно-наливные трубы в акваторию, водоем, постепенно опорожняя резервуары всех рядов, из которых состоит дамба.
С увеличением (при необходимости) высоты наливной дамбы за счет наращивания ее дополнительными верхними рядами резервуаров увеличивается и общая масса дамбы, повышается ее устойчивость, увеличивается способность дамбы противостоять возрастающему напору поднявшейся воды в акватории, что повышает надежность защиты от затопления.
В отличие от традиционных дамб из земли, глины, камня и т.п.для строительства которых требуется огромное количество строительного материала, в заявляемом изобретении вода из акватории сама служит дополнительным строительным материалом водоналивной наращиваемой дамбы в ее рабочем состоянии, что приводит к значительному сокращению количества традиционных строительных материалов.
Таким образом, при использовании заявляемого изобретения решается поставленная задача и достигается технический результат, обеспечивающий упрощение конструкции и эксплуатации водоналивной наращиваемой дамбы от наводнений, повышение надежности работы самой конструкции дамбы и повышение за счет этого надежности защиты прибрежной береговой полосы или территории, которой угрожает наводнение, от затопления, а также ускорение строительства и наращивания защитных сооружений от наводнений (дамб).
Перечень фигур чертежей
На фиг.1 изображено поперечное сечение сооружения.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Водоналивная наращиваемая дамба от наводнений содержит нижнюю базовую часть А дамбы, состоящую из плотно, герметично состыкованных между собой резервуаров 1, установленных вдоль прибрежной полосы или территории, где существует угроза наводнения, и закрепленную на их горизонтальной спланированной и укрепленной поверхности, на которую при необходимости (при угрозе подъема уровня воды выше высоты базовой части дамбы) герметично устанавливается дополнительный второй верхний ряд Б (вторая составная часть дамбы), также состоящий из плотно, герметично состыкованных между собой взаимозаменяемых резервуаров. При необходимости на второй ряд Б резервуаров может быть установлен один или более рядов резервуаров. Герметичность обеспечивается за счет уплотнительных элементов, например, резиновых вкладышей 2, установленных на горизонтальных и вертикальных сопрягаемых поверхностях соседних резервуаров, для предотвращения просачивания воды.
В нижнюю часть передних стенок 3 резервуаров 1 базового ряда вмонтированы дренажно-наливные трубы 4. Базовая часть дамбы А установлена так, чтобы отверстия дренажно-наливных труб 4 находились немного выше ординарного, обычного, уровня воды в акватории. В крышах 5 резервуаров и в днищах 6 резервуаров (кроме базовой части дамбы) и выполнены люки 7, люки в крышах резервуаров верхнего последнего ряда закрыты съемными крышками 8 с отверстиями
для выхода воздуха, которыми закрываются люки и в крышах базовой части А дамбы, кроме того, резервуары, по крайней мере нижнего базового ряда, имеют внутри вертикальные поперечные перегородки (на чертеже не показано), повышающие жесткость и прочность резервуаров. Конструкция перегородок позволяет воде заполнять полностью всю полость резервуаров, а при спаде воды в акватории позволяет воде свободно выходить из резервуаров. На одной из сопрягаемых поверхностей крыш 5 и днищ 6 резервуаров имеются отверстия (или углубления), а на другой - направляющие пальцы (или выступы), входящие в предназначенные для них отверстия или углубления (на чертеже не показано).
Резервуары могут быть выполнены из нержавеющего металла или металла с антикоррозийным покрытием, из атмосферостойкого пластика, метаплопластика или другого обладающего большой прочностью и водостойкостью материала. Возможна установка сверху на второй ряд Б резервуаров еще одного или более дополнительных рядов резервуаров, устанавливаемых друг на друга, если это допускается прочностными расчетами, выполненными с учетом полного заполнения резервуаров водой, с учетом конструкции резервуаров и материала, из которого они изготовлены.
Задние стенки 9 резервуаров, обращенные к берегу, снабжены водомерными стеклами 10 для наблюдения за уровнем воды.
Со стороны берега дамба при необходимости может быть укреплена вертикальными контрфорсами, укрепляющими только базовую или каждую составную часть дамбы, которые монтируются поочередно по мере наращивания дамбы.
Передние и задние стенки резервуаров могут снабжаться трапами, обеспечивающими удобство монтажа и ремонта конструкции, доступ к конструктивным элементам дамбы, в том числе и доступ внутрь резервуаров через отверстия в крышах и днищах резервуаров.
Легкость наращивания дамбы обеспечивается благодаря доступности дамбы со стороны берега и акватории, быстроте сборки конструкции, взаимозаменяемости резервуаров, имеющих единый типоразмер в каждом ряду резервуаров дамбы. Кроме того, со стороны берега резервуары при необходимости могут быть укреплены вертикальными контрфорсами (не показано).
Быстрота и точность сборки составных частей дамбы обеспечивается наличием на сопрягаемых поверхностях днищ одного ряда и крышек другого ряда резервуаров направляющих пальцев или выступов, входящих в предназначенные для них отверстия или углубления на сопрягаемой поверхности другого ряда дамбы. Резервуары имеют рым-болты или скобы 11 для их подъема и установки.
Сооружение работает следующим образом. При обычном уровне воды в акватории (ниже отверстий дренажно-наливных труб 4) сооружение находится в исходном положении, резервуары не заполнены водой. При паводке, половодье и поднятии при этом уровня воды в реке, водоеме вода через дренажно-наливные трубы 4 поочередно поступает в базовый нижний ряд А резервуаров водоналивной дамбы, затем в вышерасположенные ряды резервуаров (если они установлены). За счет воды, заполнившей резервуары, дамба приобретает еще большую массу, а значит, еще большую устойчивость, увеличивается способность дамбы противостоять возрастающему напору поднявшейся воды в акватории и надежность защиты прибрежной береговой полосы или территории, которой угрожает наводнение, от затоплений.
При спаде воды до обычного уровня вода через дренажно-наливные трубы 4 выходит в акваторию, освобождая все резервуары от воды.
При необходимости составные части дамбы могут быть демонтированы и перемещены в другое место или установлены на другой территории, которой угрожает наводнение, так как резервуары каждого ряда взаимозаменяемы.
Еще одним преимуществом и достоинством заявляемого изобретения является возможность достаточно быстрого возведения и наращивания дамбы.
Другим преимуществом и достоинством заявляемого сооружения является возможность весьма значительного увеличения высоты дамбы при одновременном повышении ее устойчивости и надежности противостояния напору воды акватории.
Еще одним достоинством заявляемого изобретения является использование воды акватории в качестве балласта, придающего дамбе устойчивость, надежность в противостоянии напору воды акватории, а значит и надежность защиты от наводнения.
Сооружение не нарушает экологическую обстановку и чистоту окружающей среды. Дамбу по заявляемому изобретению легче и быстрее соорудить, чем строить постоянно наращиваемые традиционной насыпкой сверху грунта дамбы для защиты от наводнений.
Таким образом, при использовании заявляемого изобретения решается поставленная задача и достигается технический результат, обеспечивающий упрощение конструкции и эксплуатации водоналивной наращиваемой дамбы от наводнений, повышение надежности работы самой конструкции дамбы и повышение за счет этого надежности защиты прибрежной береговой полосы или территории, которой угрожает наводнение, от затопления, а также ускорение строительства и наращивания защитных сооружений от наводнений (дамб).
Водоналивная наращиваемая дамба от наводнений, установленная вдоль прибрежной береговой полосы или территории, которой угрожает наводнение, и закрепленная на их спланированной и укрепленной поверхности, и включающая нижний базовый непрерывный ряд установленных вплотную друг к другу полых резервуаров с возможностью установки на него сверху дополнительных рядов плотно состыкованных между собой полых резервуаров, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и эксплуатации дамбы, повышения надежности работы конструкции дамбы и повышения за счет этого надежности защиты прибрежной береговой полосы или территории, которой угрожает наводнение, от затопления, а также ускорения строительства и наращивания защитных сооружений от наводнений, в нижнюю часть стенки нижнего базового ряда резервуаров вмонтированы дренажно-наливные трубы, причем в днищах резервуаров, кроме резервуаров нижнего базового ряда, и крышах резервуаров выполнены люки, люки в крышах резервуаров нижнего базового, если он единственный, или верхнего последнего ряда закрыты съемными крышками с отверстиями для выхода воздуха, кроме того, резервуары, по крайней мере, нижних составных частей имеют внутри вертикальные поперечные перегородки, на сопрягаемых поверхностях крыш и днищ резервуаров имеются отверстия или углубления на поверхности одной составной части дамбы и направляющие пальцы или выступы на поверхности другой составной части дамбы, входящие в предназначенные для них соответствующие отверстия или углубления, а на горизонтальных и вертикальных сопрягаемых поверхностях соседних резервуаров установлены уплотнительные элементы.
