Что такое шлюзование судов
Что такое шлюзование судов
Тушино 20+ запись закреплена
Так что же такое шлюз, как он работает и для чего нужен? Краткий ликбез.
Шлюз судохоодный – гидротехническое сооружение, расположенное между водоёмами (бьефами) с разными уровнями, предназначенное для пропуска судов или плотов из одного бьефа в другой.
Процесс проводки судов (плотов) через шлюз называют шлюзованием. Суда подходят к шлюзу по подходным каналам (верховому и низовому), имеющим причальные сооружения для отстоя судов, ожидающих шлюзования, и направляющие сооружения (направляющие палы), обеспечивающие безопасный вход судов в шлюз. Суда проводят из верхнего бьефа в нижний или обратно через камеры шлюзов, уровни воды в которых выравнивают в соответствии с уровнями бьефов.
Судоходные шлюзы сооружают в подпорных речных гидроузлах, судоходных каналах, а также в морских портах, акватории которых подвержены приливам и отливам со значительной амплитудой.
При строительстве первых искусственных каналов, возводимых, как правило, на равнинных участках местности, инженеры и строители предпочитали строить обводы в случае попадания на пути канала холмов либо низин. Однако удлинение канала влекло за собой чрезмерное удорожание 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 времен и по сей день неотъемлемой частью практически любого гидросооружения.
Современные камерные шлюзы начали сооружаться в Западной Европе в XVI в. и постепенно вытеснили бескамерные шлюзы (полушлюзы). Полушлюзы представляли собой плотину, один из водопропускных пролётов которой был оборудован двустворчатыми воротами и приспособлен для проводки судов. Последнее даже при совершенно незначительных напорах было чрезвычайно затруднительно, т.к. суда приходилось проводить в потоке воды, скорости которого были весьма высокими, и удерживать против течения канатами и т.д. Поэтому полушлюзы систематически заменялись камерными шлюзами: например, при открытии в 1811 г. судоходства по Тихвинской системе (одна из трёх судоходных систем, соединявших р. Волгу с Петербургом, ныне заброшена и разрушена) в её составе было 34 камерных шлюза и 51 полушлюз, но к середине XIX в. все полушлюзы были упразднены и заменены камерными шлюзами.
Камерный шлюз представляет собою отрезок канала, замкнутый со стороны обоих бьефов полушлюзами. Последние называются головами шлюза, а отрезок канала между ними – его камерой. Нижние головы шлюзов обычно оборудуют двустворчатыми воротами. Верхние головы оборудуют гидротехническими судопропускными затворами разных типов, но название «ворота» при этом сохраняется.
Шлюзование судов снизу вверх происходит в такой последовательности:
Сначала при обоих закрытых воротах происходит выравнивание уровня воды в камере с уровнем воды нижнего бьефа (опорожнение камеры), причём водопропускные отверстия, соединяющие камеру с нижним бьефом, открыты, а соединяющие с верхним бьефом — закрыты. После выравнивания уровней судно (или караван судов) заводят в камеру. После этого нижние ворота и затворы водопропускных отверстий, соединяющих камеру с нижним бьефом, закрывают и открывают отверстия, соединяющие камеру с верхним бьефом. Идёт наполнение камеры, причём вместе с уровнем воды поднимаются и суда, находящиеся в камере. После выравнивания уровня воды в камере с уровнем верхнего бьефа ворота верхней головы открывают, и суда выходят в верхний бьеф. Шлюзование из верхнего бьефа в нижний происходит в обратной последовательности.
При шлюзовании, как правило, стараются чередовать направление пропускания судов: после того, как судно, идущее, к примеру, вниз по течению, завершило шлюзование, в камеру с 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. Однако при каждом шлюзовании всё же происходит слив воды из камеры в нижний бьеф. Объём воды, требующийся для заполнения камеры от уровня нижнего бьефа до уровня верхнего бьефа и сливаемый в нижний бьеф при каждом опорожнении камеры, называется объёмом сливной призмы. Стремлением уменьшить потери воды на шлюзование обусловлено устройство многокамерных (многоступенчатых) шлюзов, шлюзов со сберегательными бассейнами и, наконец, судоподъёмников, у которых сливной призмы воды вообще нет.
По устройству судоходные шлюзы весьма многообразны, и их классифицируют по разным признакам.
По числу камер различают шлюзы однокамерные (состоят из одной камеры с верхней и нижней головами) и многокамерные (многоступенчатые). Последние состоят из нескольких последовательно расположенных камер, разделённых промежуточными головами. Главная причина увеличения числа камер – уменьшение объёма сливной призмы: по сравнению с однокамерным шлюзом у двухкамерного объём сливной призмы уменьшается вдвое, у трёхкамерного – втрое и т.д. Но вместе с тем возрастают неудобства при шлюзовании (судно должно последовательно переходить из камеры в камеру) и время шлюзования. Поэтому обычно ограничиваются двумя–тремя камерами, хотя существуют и пяти-, и шестикамерные шлюзы (например, Камский (Пермский) шлюз на р. Каме).
По числу ниток (параллельно расположенных камер) различают одно-, двух- и, редко, трёхниточные шлюзы. Шлюзы с числом ниток более одной устраивают, когда пропускной способности однониточного шлюза недостаточно.
По способу питания водой различают шлюзы с головными и распределительными системами питания.
По основному материалу различают шлюзы деревянные (с ряжевыми или стоечно-обшивными стенами), каменные (из каменной или кирпичной кладки), бетонные, железобетонные, из металлического шпунта.
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.