Устройство для очистки воды в открытых водотоках

 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Цель изобретения - повьппение пропускной способности водотока путем снижения гидравлического сопротивления потоку воды. Устройство включает.подводную дамбу 8 с зарослями высшей водной растительности, расположенную на участке поворота водотока Г в зоне 5 развитого циркуляционного течения . Направление подводной дамбы 8 совпадает с траекторией донных струй. Начало зоны 5 отстоит от начала поворота на угол, отсчитываемый по дуге с центром кривизны русла. Значение угла опред: еляется математической зависимостью. Дамба 8 имеет в плане криволинейную форму. Ось дамбы 8 задана в полярной системе координат с центром в центре кривизнь русла. Глубина расположения гребня дамбы 8 соответствует оптимальной глубине произрастания растительности. Поскольку направление подводной дамбы 8 совпадает с направлением донных струй, ,дамба 8 оказывает минимально возможное сопротивление потоку. Верхние слои потока проходят через заросли высшей водной растительности на гребне дамбы 8, в результате чего осуществляется очистка воды. 3 ил. S е.. с (Л сг ел

СО)ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ш 4 Е 02 В 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4211217/29-15

1 (22) 21,0),87 (46) 07,02,89. Бюл. Р. 5 (71) Харьковский отдел Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии."Водгео" (72) Э.Л.Беновицкий, З.И.Каневский, А.И.Модзалевский и И,А.Перенков (53) 626,822 (088.8) (56) Кроткевич П,Г. К вопросу использования водоохранноочистных свойств тростника обыкновенного. — Водные ресурсы, 1976, У 5, с. 191-195, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ В

ОТКРЫТЫХ ВОДОТОКАХ (57) Изобретение относится к области гидротехнического строительства.

Цель изобретения " повышение пропускной способности водотока путем снижения гидравлического сопротивления потоку води. Устройство включает.подводную дамбу 8 с зарослямй высшей

„.80„„1456500 А1 водной растительности, расположенную на участке поворота водотока 1" в зоне 5 развитого циркуляционного течения. Направление подводной дамбы 8 совпадает с траекторией донных струй.

Начало зоны 5 отстоит от начала поворота на угол, отсчитываемый по дуге с центром кривизны русла, Значение угла определяется математической зависимостью. Дамба 8имеет в плане криволинейную форму. Ось дамбы 8 задана в полярной системе координат с центром в центре кривизны русла.

Глубина расположения гребня дамбы 8 соответствует оптимальной глубине произрастания растительности. По- С

Щ скольку направление подводной дамбы

8 совпадает с направлением донных струй, дамба 8 оказывает минимально возможное сопротивление потоку. Верх- м ние слои потока проходят через заросли высшей водной растительности йа гребне дамбы 8, в результате чего осуществляется очистка воды. 3 ил.

1456500

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть применено для очистки воды от химиче ских и механических примесей в от 1 крытых водотоках, в частности в каналах и реках.

Цель изобретения — повышение пропускной способности водотока путем снижения гидравлического сопротивления потоку воды.

На фиг,l показан участок водотока на повороте с устройством, план; на фиг.2 -ссечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б Б на фиг.l.

Водоток 1, транспортирукщий воду с глубиной k имеет участок поворота с центром 2 кривизны:и средним радиусом кривизны r, . Участок поворота начинается от- створа 3. Створ 2р

4, положение которого определяется углом 8 „ является начальным створом зоны 5 развитого циркуляционного течения, где донные слои направлены от но гнуто ro берега 6 к выпуклому бе- 25

pery 7. В зоне 5 развитого циркуляционного течения расположена подводная дамба 8 (их может быть несколько), Начало зоны 5 отстоит от начала поворота на угол, отсчитывае- 30 мый по дуге с центром,.совпадакщим с центром кривизны русла, и равный

8 = 1.,5"-

С h (1)

Я r, где С вЂ” коэффициент Шеэи; 35

8 — ускорение свободного падения;

h — глубина воды; г — средний радиус кривизны русла.

Дамба 8 имеет форму, криволинейную в плане, при этом положение, каждой точки оси ее в полярной системе координат с центром, совпадающим с центром кривизны русла, определяется углом 8, отсчитываемым от.начала поворота русла, и радиусом, рассчи" тываемым по уравнению

r = г„ „" 11h(8 " 0 Hai, ), (2) где г„а„и 9 наа — соответственно радиус и угол, отсчитываемый от начала поворота до начальной точки

9 оси дамбы 8, определяемой иэ условия

g к (Оiр

Положение точки 9 выбрано на откосе вогнутого берега 6 в месте пересечения гребня 10 дамбы 8 .с откосом

6. Координаты любой точки оси дамбы

8, например точки )1, определяются углом 9 и радиусом, рассчитываемым по уравнению (2). На гребне 10 дамбы 8 расположена полоса 12 из эа". рослей высшей водной растительности, например тростника. Глубина расположения гребня 10 дамбы 8 под уровнем

13 водотока 1 соответствует оптимальной:.глубине произрастания растительности.

Устройство работает следующим об" разом, Вода, транспортируемая водотоком

1 и содержащая загрязняющие вещества, при прохождении поворота, начиная от створа 4, попадает в зону 5 развитого циркуляционного течения, где верхние слои потока имеют направление, определяемое линией русла, а донные слои движутся по кривой, отвечающей уравнению (2) (на фиг.l направление струй верхних слоев потока показано сплошными стрелками, а донных — пунктирными}. Поскольку направление подводной дамбы 8 совпадает с направлением придонных слоев, то дамба 8 не оказывает значительного сопротивления потоку, так как остается лишь сопротивление трения потока об откосы дамб 8. Верх-. ние слои потока проходят через заросли высшей водной растительности полосы 1? на гребне дамбы 8, в результате чего и осуществляется очистка воды. Придонные слои, находясь в циркуляционном движении, .доходят до выпуклого берега 7 и поднимаются вверх. Вместе с поверхностными слоями они перемещаются через-полосу 12, где происходит их очистка.

Поскольку глубина воды над гребнем 10 дамбы 8 соответствует оптимальной глубине произрастания растительности, а на откосах дамбы 8 глубина увеличивается, то заросли имеют такие размеры, которые продиктованы . необходимостью той или иной степени очистки воды. Поэтому вся вода проходит через заросли, достигается необходимая степень очистки. Полоса

12 зарослей высшей водной раститель-. ности, обеспечивающая очистку воды, выходит на откосы берегов водотока.

Однако, если хотят избежать зарастания берегов, дамбу 8 можно оборвать до откосов. Соответственно сместится начальная точка 9 дамбы 8. Очистка части воды, которая пройдет в этом случае по откосам мимо полосы

1456500 зарослей, будет обеспечена за счет естественного перемешивания воды.

Из-за наличия циркуляции на участке поворота такое перемешивание будет интенсивным. рота русла водотока в зоне, начало которой отстоит от начала поворота.. на угол 8» отсчитываемый по дуге с центром, совпадалцим с центром кри.визны русла, и равный

Формула изобретения

Составитель Л.Шевелева

Корректор Н Гунько

Редактор Л.Зайцева Техред М.Ходанич

Заказ 7474/24 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для очистки воды в открытых водотоках, включающее подводную дамбу с зарослями высшей водной растительности, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности водотока путем снижения гидравлического сопротивления устройства потоку воды, дамба расположена на участке пово- .

С h

8Ä 1,5

P Я Р

10 где С вЂ” коэффициент 1Чези;

g — ускорение свободного падения; глубина воды в водотоке;

r — средний радиус кривизны ср

15 русла, при этом дамба. имеет в плане криволинейную форму.,и обращена выпуклой стороной в сторону течения водотока.