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.
Источник
Как работает судоходный шлюз?
Первые примитивные судоходные шлюзы существовали еще в Китае в 984 году. Они были непомерно длинные, а в качестве ворот использовали деревянные брусья. Подобные конструкции размещались по всему Великому Китайскому каналу. В настоящее время конструкция шлюзов претерпела значительные изменения.
Шлюз – установка, похожая на судоподъемник, но в отличие от него – неподвижна, и с изменяющимся уровнем воды. Само устройство просто до безобразия – большой резервуар с водой, в котором могут помещаться один или несколько кораблей.
Герметичность обеспечивается специальными металлическими воротами, которые ставят как на входе, так и на выходе из камеры.
Одним из самых важных устройств во всей конструкции шлюза – водопроводный механизм. Он-то и обеспечивает набор и сброс воды в камере. Работает либо при помощи насосов, либо с помощью специального щитового затвора.
Сам процесс перехода корабля через шлюз довольно прост и занимает от 10 до 20 минут. Вначале, судно попадает в шлюз и закрепляется в одной позиции. Входные ворота закрываются, и начинается наполнение резервуара водой или наоборот – слив воды из резервуара. Как только уровень воды в шлюзе сравняется с уровнем воды за выходными воротами – процесс перемещения воды прекращается, и корабль выходит из шлюза.
Зачастую процесс оптимизируют, пропуская поочередно корабли то с одной, то с другой стороны шлюза. Это позволяет лишний раз не набирать или сбрасывать воду.
Еще, существуют многокамерные шлюзы, называемые «лестницами», когда судна последовательно пропускают по нескольким камерам с водой. Это позволяет поднять или опустить корабль на значительную высоту.
Источник
Как устроен шлюз и зачем он нужен?
Начало большой навигации на реках Европейской части страны не за горами (осталось примерно около месяца) и сегодня мы хотели бы рассказать о шлюзах на наших реках. Зачем они нужны? Как они устроены и пр.
Итак, начнем с самого начала. Все наши равнинные реки, к коим относится и Волга, и Кама, и Ока и др. имеют между собой много общего. Если попробовать разрезать все русло реки от истока до устья по оси, то получится продольный профиль реки. Если река течет в своем естественном русле, то этот профиль будет иметь вот такой вид
Условно все реку можно разделить на три участка: верхнее течение или горный участок как на рисунке, среднее течение и нижнее течение. Все эти участки имеют свои особенности.
Так горный участок или верхнее течение, как правило, характеризуется небольшими глубинами, малой шириной, но при этом довольно высокими скоростями течения. Также на этом участке очень много порогов и перекатов. Судовой ход (если он есть) чаще всего очень извилистый.
В среднем течении скорость течения и количество перекатов уже заметно снижается, а вот плесов (то есть широких и глубоководных участков) увеличивается. Увеличивается и ширина русла. Судовой ход более ровный.
В нижнем течении плесов, чаще всего, еще больше (хотя и не всегда). Глубины здесь максимальные и ширина тоже. Но здесь прослеживается еще один момент: практически все взвешенные частицы, находящиеся в воде, в местах с невысокими скоростями течения начинают оседать (физика, однако), образуя перекаты.
Как с этим бороться? Проще всего, построить плотину. Уровень воды выше плотины поднимется и затопит пороги, что создаст более благоприятные условия для судоходства. И если на реке построить несколько плотин, то продольный профиль будет больше похож на лесенку.
Чтобы речной теплоход мог попасть из верхнего бьефа в нижний или наоборот строят специальные судопропускные сооружения – шлюзы. Собственно шлюзование – это процесс перемещения судна из одного бьефа в другой.
Давайте посмотрим на конструкцию типового шлюза
Шлюз состоит из трех основных элементов: верхняя голова А, нижняя голова Б и камера шлюза В. Сверху и снизу к шлюзу примыкают подходные каналы 2. Для отстоя судов в ожидании шлюзования в подходных каналах делают специальные причальные стенки 1. А чтобы теплоходы могли заходить в камеру и выходить из нее при неблагоприятных условиях (сильный ветер и пр.) делаются специальные направляющие палы 3.
Наполнение или опорожнение камеры шлюза происходит через специальные водоводные галереи 5, которые перекрываются специальными затворами 4. Когда затвор открывается вода самотеком наполняет или опорожняет камеру шлюза (принцип сообщающихся сосудов). Но перед этим, камера шлюза должна быть полностью изолирована от верхнего и нижнего бьефа при помощи ворот 6. Ворота шлюзов могут быть различных систем. В настоящее время нижние ворота обычно делают двустворчатыми распашными, а верхние — сегментными или плоскими опускными. В открытом состоянии створки распашных ворот находятся в специальных шкафных нишах 7 чтобы не мешать судам при их прохождении.
Все вместе: водоводные галереи, затворы и ворота называются – головой шлюза.
Как видно из рисунка наиболее мелкими местами подходных каналов являются верхний и нижний пороги шлюза 8. Причем нижний порог имеет свое специальное название – король шлюза.
Из-за того, что уровень воды в нижнем бьефе во многом зависит от попусков воды через водосливную плотину гидроузла, глубина на короле шлюза может служить весьма серьезным препятствием к прохождению шлюза судами. Ведь все теплоходы, которые ходят по нашим рекам должны строго соблюдать минимальный запас воды под днищем. И если запас будет недостаточным, то диспетчер шлюза не разрешит заход такого теплохода в камеру.
Шлюзы могут отличаться друг от друга. Например, по количеству камер. По числу последовательно расположенных камер шлюз может быть однокамерным, двухкамерным, трехкамерным и т. д.
Однокамерные шлюзы строят для малых и средних напоров. Такие шлюзы имеют Волго-Донской судоходный канал имени В.И.Ленина, Канал имени Москвы, шлюзы в Угличе, Рыбинске, Чебоксарах, Балаково и др.
Если перепад высот между верхним и нижним бьефами велик, то тогда сооружают многокамерные шлюзы. У таких шлюзов общий перепад высот (напор) делится на несколько камер, которые располагаются последовательно одна за другой. Например, два шлюза канала имени Москвы (№7 и №8) состоят из двух камер с напором по 9 м в каждой камере. А в Перми на Камской ГЭС шлюзы вообще шестикамерные!
Но не всегда условия местности позволяют построить многокамерные шлюзы. Тогда шлюзы разделяют соединительным судоходным каналом — межшлюзовым бьефом. Длина межшлюзовых бьефов различна, например у Горьковских шлюзов — 2 км, у Куйбышевских — 4 км.
При очень большом напоре вместо многокамерных строят однокамерные шлюзы шахтного типа. Камера такого шлюза представляет собой глубокую шахту. Со стороны нижнего бьефа делается глухая стенка, которая в своей нижней части имеет отверстие для прохода судов, перекрываемое плоским подъемным затвором. Или судоподъемники. В России работает в настоящее время всего один судоподъемник в составе Красноярской ГЭС.
Камеры шлюза могут располагаться и параллельно друг другу. По числу параллельно действующих камер шлюзы могут быть однониточные (один шлюз), двухниточные (два рядом расположенных шлюза) и т. д. Двухниточные шлюзы применяют на реках с большим грузооборотом. Например, гидроузлы на Волге, начиная с Рыбинского и кончая Волгоградским, имеют двухниточные шлюзы.
В процессе шлюзования в камере шлюза возникают сильные течения, а также образуются волны. Для того, чтобы теплоход не поплыл вслед за уходящей или прибывающей водой в камерах делают специальные швартовные устройства, для надежной швартовки судов. Устройства эти называются рымы или по простому крюки. Рымы могут быть плавучими и неподвижными.
Неподвижные рымы — это крюки намертво вмонтированные в стенку шлюза через равные промежутки. В процессе шлюзования, швартовный трос время от времени перекидывают с одного крюка на другой.
Подвижные рымы больше похоже на большие поплавки. Они располагаются в специальных нишах (впрочем как и неподвижные). По мере наполнения или опорожнения камеры они движутся вместе с уровнем воды.
Но есть еще шлюзы с небольшим напором, например на реке Москве, в которых суда швартуются за специальные тумбы, установленные сверху на стенке шлюза. По мере изменения уровня воды в камере швартовные тросы приходится либо потравливать (увеличивать их длину) или выбирать (уменьшать длину).
Подытоживая, можно так описать процесс шлюзования:
· теплоход из нижнего или верхнего бьефа входит в камеру шлюза.
· открываются затворы водоводных галерей.
· происходит наполнение или опорожнение камеры.
· закрываются затворы и открываются ворота с противоположной стороны.
· теплоход выходит из камеры шлюза.
Надеемся, что смогли в статье ответить на большую часть вопросов, относительно того – зачем нужны шлюзы и как они работают.
Если понравилась статья — ставим лайки и подписываемся на наш блог.
Источник
Шлюзы куда уходит вода
Войти
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
Про то, как шлюз работает
Эту поездку я планировал с весны, и наконец, она состоялась. Мы нашей дружной компанией с комрадом 
zfly и Романом Яровициным отправились в Городец. Этот города на северо-востоке Нижегородской области славится многим: музеями, пряниками, но сегодня речь пойдет не об этом, а о шлюзах, которые расположены в Городце.
Шлюз (голл. sluis, от лат. exclude — исключаю, удерживаю, отделяю) судоходный, гидротехническое сооружение, расположенное между водоёмами с различными уровнями, через которое проходят суда (или плоты). Ш. возводят в речных гидроузлах, каналах и в морских портах, акватории которых подвергаются приливам и отливам с большой амплитудой колебаний уровней.
В состав Ш. входят камеры, головные части (головы) и подходы. Камера, в которой размещаются поднимаемые (опускаемые) суда, образуется двумя продольными стенами и днищем, выполняемыми, как правило, из железобетона; с торцов она ограничена металлическими воротами (затворами), расположенными в пределах соответствующих головных частей. По числу последовательно расположенных камер (зависящему от величины падения уровня и рельефа местности) различают Ш. однокамерные и многокамерные (многоступенчатые). Для увеличения пропускной способности Ш. устраивают параллельно две (или более) нитки камер. Основные размеры камер (длину и ширину) выбирают при проектировании Ш. в зависимости от категории водного пути , перспективного грузооборота на нём, размеров наибольшего расчётного судна или состава (каравана) судов, одновременно пропускаемых через Ш. Камеры наиболее крупных Ш. имеют ширину до 33 м, длину до 400 м при глубинах на порогах от 5 до 15м (на морских Ш.). Наполнение и опорожнение камер осуществляется с помощью оборудованных затворами водопроводных устройств (системы питания Ш.) в течение заданного времени (от 5 до 15 мин). В головных частях (обычно массивных напорных сооружениях), кроме ворот, поддерживающих разность уровней воды и обеспечивающих пропуск судов при выровненных уровнях смежных бьефов , размещаются водопроводные галереи с затворами, устройства для гашения энергии воды, ремонтные и аварийные заграждения, механизмы для управления оборудованием и системы автоматического регулирования. Примыкающие к верхним и нижним головным частям подходы представляют собой каналы или участки акватории с причальными сооружениями и устройствами для швартовки судов, ожидающих шлюзования, и направляющими сооружениями — для безопасного входа судов в Ш.
Процесс пропуска судов через Ш., называется шлюзованием, состоит из ряда последовательных операций (открывание и закрывание ворот и затворов, наполнение камер водой и опорожнение их, ввод и вывод судов и др.), выполняемых по командам с центрального пульта. Число шлюзований в течение суток (при непрерывной работе Ш.) определяет пропускную способность Ш.
Это макет Городецкого шлюза
01. Очень редкое явление — шлюз №13 находится на плановом ремонте в связи с чем он совершенно пуст. Три ряда решеток перед вами — наполнители шлюзовой камеры. снаружи их толщины 30 см. внутри 1,3 метра. Это сделано для того,чтобы вода равномерно поступала в камеру.
02. Собственно, вот так выглядит шлюзовая камера со стороны верхнего бьефа
03. А вот это вход в шлюзовую камеру №14 со стороны верхнего бьефа
04. А вот так выглядит заполненная шлюзовая камера. Перепад уровня воды составляет 7,5 метра. Высота стенок — 11 метров
05. А вот и наш клиент — на подходе со стороны верхнего бьефа сухогруз
06. Это сухогруз «Елец»
07. С Верхней Волги судно следует вниз по Волге. Вход в шлюзовую камеру (со стороны верхнего бьефа)
08. Судно проходит под мостом, через который наверняка многие нижегородцы ездили, но с которого не фига не видно, так уж мост устроен
09. До ворот 200 метров. Дистанция необходима капитану, хотя, по признаниям работников шлюза, матёрые капитаны могут с закрытыми глазами швартоваться
10.Вид на шлюзовую камеру
11. Наш «Елец» пришвартовался и ждет когда уровень воды понизится
12. Судя по ватер-линии судно пустое
13. Конечная дистанция
14. А вот ворота нижнего бьефа. Вода бурлит это через специальные каналы вода сливается с камеры в нижний бьеф — вода в камере понижается. Кстати, каждая створка весит 200 тонн
15. Я плавая очень хорошо, но здесь бы не хотел оказаться.
16. Вода вытекает вниз по Волге
17. Это не памятник рыбам, это фонтан. Мне кажется, что тут карась и рыба-меч, но zfly утверждает, что это стерлядь. Кстати, несколько лет назад, когда шлюз де-факто не охранялся, кто-то спилил у рыбы-меча левый плавник — рыбы медные
18. Вот, кстати, вода бурлит перестала — значит, уровни сравнялись и сейчас мощные установки начнут приводить створки ворот в движение
19. Створки ворот открываются
20. почти открылись. Уже виден но «Ельца»
21. Ворота полностью открыты — «Елец» отдает швартовы
22. Капитанская рубка
23. Роман Яровицын глядит на меня с высока
24. То не гюйсы с флагами, а трусы с тельнягами
25. «Елец» вышел из шлюзовой камеры
26. Фонтан, как и шлюз №13 на ремонте, но нам пообещали, что вскоре заработает
27. zfly осматривает фонтан
28. Чайка. Взлет с воды
29. А вот уже в полете
30. Вид на ремонтируемый шлюз со стороны нижнего бьефа
31. Вид с другой стороны
32. Швартовый кнехт — к нему привязываются суда, он поднимается вместе с уровнем воды, или наоборот, опускается
33. Вот покрупнее вид на систему распределения воды
34. Мы поднимаемся наверх в Центральный пункт управления. Лифт сделан более 60 лет назад в Германии. Сотрудники шлюза шутят, что на нем Гитлер ездил. Лифт уникальный — двусторонний, двери вручную открываются
,
35. пульт управления
37. шлюз управляется элементарно — с одного пульта, но только на первый взгляд.
38. Дежурный на шлюзе связывается с капитанами судов
39. Вид из окна диспетчерской на гавань
40. Диспетчер смотрит за тем, как суда входят в «ворота»
41. Красивые виды, но к ним местные работники привыкли.
— Красиво?, — спрашиваем мы
— Да как обычно, — рассказывают нам сопровождающие
42. Вид на шлюзовую камеру
43. А вот такие щуки живут на Волге, в пасть которой запросто влезает стакан
44. А вот ворота верхнего бьефа (вид сверху). Они опускаются — вода заливается
45. Ворота опускаются
46. И вот они скрылись под водой
47. на подходе к шлюзу очередное судно
48. Это толкач «Аполлон»
49. «Аполлон» в шлюзе стоит и ждет
50. А ждет он сухогруза «Акрополь», который идет вслед за ним. Длина и ширина шлюза позволяют за раз пропускать несколько судов
51. такой сухогруз может принять на борт ДВЕ ТЫСЯЧИ ТОНН. для понимания, это 300-400 слонов
52. Вид сверху на капитанскую рубку
53. Суда в камере
54. «Акрополь» пришвартован.
55. Ворота открылись и «Акрополь» покидает камеру шлюза
56. «Акрополь» проходит створку ворот. Ворота, кстати, обшиты деревом — чтобы суда не задевали створки бортами
57. Каждый корабль сопровождаю вечно голодные чайки
58. А вот снизу Волги заходят суда. Это снова баржа с щебенкой
60. Баржу ведет толкач «Владимир Барсуков»
61. Следом за ним идет еще сухогруз с металлоломом
62. найдите девушку среди говна
63. Вот суда в камере, а следом еще пустой толкач пустой еще втискивается
64. Ага, вот как верхние «ворота» устроены: на первом плане бетонная конструкция стоит на месте, а на втором плане железная конструкция опускается. Вода заливается уровень выравнивается.
Все самое интересное у меня в ТВИТТЕРе
Посмотреть и почитать как на этом же шлюзе открывали навигацию можно ТУТ
Посмотреть как готовят суда к навигации можно ТУТ
А как мы катались на новом теплоходе можно ТУТ
Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала всему коллективу шлюза, которые профессионально и четко отвечали на наши вопросы и пресс-секретарю Верхневолжского бассейнового управления Татьяне Еланиной.
Источник
