Однокамерные шлюзы без сберегательных бассейнов

На зарегулированных малых реках с транспортными гидроузлами и на межбассейновых воднотранспортных соединениях остро стоит вопрос с обеспечением водой судоходства и шлюзования судов. Суточный, месячный и навигационный объемы воды, необходимые для этого процесса, определяются размерами камер и числом шлюзований. Это особенно ощутимо при работе судопропускных сооружений в регионе с дефицитом собственного стока. На пропуск судов, например через Вытегорский шлюз (длина 270, ширина 17,8 м; напор 13,10 м) Волго-Балтийского водного пути расходуется за месяц до 28, а за навигацию до 175 млн. м³ воды.

   Первым мероприятием по уменьшению расхода воды на шлюзование можно считать переход от головной системы (см. рис. 3.2) питания к распределительной системе питания с уменьшением сливной призмы. Известно, что при традиционной головной системе подачи воды в камеру, помимо расчетной (полезной) сливной призмы (необходимой для стоянки расчетного судна), имеется дополнительная сливная призма в пределах камеры гашения и успокоительного участка. При этом расход воды на шлюзование увеличивается на 5–10%.

   Для двухниточных (парных) шлюзов с распределительными системами питания экономия расхода воды на шлюзование (до 50 % объема воды полезной сливной призмы) может быть достигнута за счет устройства перепускных водопроводных галерей.

     Такая система была применена в России для некоторых парных крупногабаритных шлюзов Волжско-Камского бассейна. В состав шлюзов Воткинского и Рыбинского гидроузлов с распределительными системами питания разной степени сложности (рис. 3.6) входят перепускные водопроводные галереи (рис. 3.12) или системы затворов для осуществления перепуска (рис. 3.19).

     Перепускные водопроводные галереи находятся в верхней голове шлюза (при заборе воды из подходного канала), а системы затворов для перепуска – в водозаборе (при заборе воды вне подходного канала).

а

б

Рис. 3.6. Конструкции камер крупногабаритных парных шлюзов:

 

а – Воткинского шлюза с простой распределительной системой питания;

б – Рыбинского шлюза со сложной распределительной системой питания

 

     Эффект сбережения происходит при синхронной работе камер таких шлюзов, когда процесс наполнения одной камеры идет одновременно с опорожнением другой. Однако при такой работе шлюза увеличивается время шлюзования и соответственно уменьшается судопропуск. Это характерно как для шлюзов с простыми системами питания, так и для шлюзов со сложными распределительными системами питания.

    В случае судопотока, когда процент максимальных расчетных судов мал по сравнению с процентом более мелких судов основного потока, рационально использовать шлюзы с промежуточными головами. Ускорение судопропуска и сбережение расходуемой на шлюзование воды достигаются за счет использования только части всей сливной призмы воды камеры шлюза, ограниченной с торцов верхней и промежуточной головами. Данная схема может быть применена как для шлюзов с головными системами питания (рис. 3.7), так и для шлюзов с распределением воды по площади камеры (рис. 3.8) при учете этого обстоятельства в конструкции камер.

а

 

б

Рис. 3.7. Новый Западный шлюз в Тернезене (Голландия) со средней промежуточной головой:

  а – план; б – поперечный разрез камеры;

1 – аварийный затвор верхней головы; 2 – основные рабочие ворота верхней головы;

 3 – шлюзовая камера; 4 – промежуточные ворота; 5 –  основные рабочие ворота нижней головы; 6 – низовой аварийный затвор

Рис. 3.8. Шлюз Донзер –  Мондрагон (Франция) с промежуточной головой:

1 – основные рабочие ворота верхней головы; 2 – промежуточные ворота; 3 – основные рабочие ворота нижней головы; 4 – подающая распределительная галерея

    Сбережение воды возможно при небольшой реконструкции существующих судопропускных сооружений. На больших шлюзах (длиной 290 м) создают дополнительные ворота в середине камеры, и шлюзование мелких и скоростных судов осуществляется в верховой половине камеры, что позволяет сэкономить около 50 % объема воды сливной призмы. Такие ворота есть, например, в составе голов шлюзов канала имени Москвы.

Еще одним способом сбережения воды при шлюзовании с ускорением судопропуска является строительство парных судопропускных сооружений, имеющих разные габариты. Рядом с крупным шлюзом (габариты которого соответствуют размерам расчетного судна или состава) строится небольшой шлюз (рис. 3.9) или судоподъемник (см. рис. 3.27) для пропуска малых и скоростных судов. Оба шлюза могут быть с камерами разной ширины и со смещенными вдоль оси шлюза относительно друг друга их верхними головами (см. рис. 3.9). Уменьшенная ширина ворот (11 м) верхней и нижней голов относительно увеличенной ширины большой камеры (22 м) позволяет снизить материалоемкость шлюза и затраты на ее дорогостоящее механическое оборудование.

 

 

Рис. 3.9. Двухниточный шлюз в Дальни Бержковице (р. Эльба)

 

При пропуске судов в однокамерных шлюзах поочередно в обоих направлениях (при двустороннем шлюзовании) расход воды составляет 50% сливной призмы на шлюзование судов одного направления.

 

    При использовании современных систем сбора и обработки информации о движении и типе судов, подходящих к шлюзу, можно сформировать оптимальные по составу группы одновременно шлюзующихся судов, обеспечив максимальное заполнение зеркала камеры шлюза судами и сократив число шлюзований.

    Диспетчерская служба может организовать движение судов таким образом, чтобы большая часть шлюзований проводилась для встречных групп судов. Это позволит сократить необходимый объем воды на 20 – 30%. Такая мера особенно эффективна на каналах при ограниченных водных ресурсах (например, на Волго-Донском канале).

           До настоящего времени около 90 % всех судоходных шлюзов на искусственных внутренних водных путях в России построено с головными системами питания (см. рис. 3.1). Обусловлено это целым рядом причин исторического характера и, в первую очередь простотой конструкции, относительной дешевизной таких сооружений и тем, что в тот период времени отсутствовали ограничения на расход воды при шлюзовании.

Близки к ним по стоимостным показателям простые распределительные системы, имеющие в то же время более низкие эксплуатационные издержки и расходующие меньше воды на шлюзование.

    Системы питания с продольными галереями (водоводами) в стенках или в днище камеры, соединенными с камерой шлюза большим количеством небольших дискретных отверстий-выпусков, распределяющих поступающую в камеру воду по ее площади, начали применяться на судоходных шлюзах с начала XX века.

    Улучшение условий стоянки судов, обеспечение сохранности (от повреждений) гидротехнических сооружений и одновременное сокращение времени наполнения камер шлюзов могут быть достигнуты за счет перехода к более совершенной, но более дорогой сложной распределительной системе питания.

    Классификация распределительных систем производится по сочетанию конструктивных элементов,реализованных в конкретной системе, которое определяет характеристики процесса шлюзования при соблюдении благоприятных условий для стоянки судов.

    Условия стоянки судов в камере шлюза зависят от трех составляющих силового воздействия потока на судно – волнового, инерционного от течения, местных воздействий. В связи с этим к конструктивным факторам, влияющим на условия стоянки судов, относят:

· место подачи воды в распределительную галерею (от верхней головы или от середины камеры;

· протяженность участка выпусков из продольной распределительной галереи;

· конструкцию водовыпусков, по которой в известной мере определяются инерционные качества системы питания;

· количество участков (отсеков) продольных распределительных галерей, для каждого из которых имеется самостоятельный подвод воды;

· место подвода воды к отсеку продольной распределительной галереи.

    В соответствии с этими факторами все наиболее распространенные распределительные системы питания принято подразделять на следующие группы:

· системы питания с продольными распределительными галереями, имеющими подачу воды со стороны верхней головы;

· системы питания с продольными распределительными галереями, имеющими подачу воды в середине галереи;

· системы, состоящие из нескольких продольных галерей, каждая из которых имеет выпуски на определенных участках длины камеры;

· системы, имеющие распределительные галереи, разделенные на определенное число участков, к каждому из которых осуществлен самостоятельный подвод воды.

    Первые два типа систем, по терминологии проф. Б. Д. Качановского, – это простые распределительные системы, а третий и четвертый – сложные (иногда их называют улучшенными).

Системы питания с продольными распределительными галереями, имеющими забор и подачу воды со стороны верхней головы, получили широкое распространение. Такие системы питания имеют шлюзы Волховский, Нижне - Свирский, Воткинский, а также шлюзы на р. Днепр – Днепровский, Каховский, Кременчугский; шлюзы Панамского канала и многие другие шлюзы в США, построенные в 30-е гг. ХХ века.

    В связи с непосредственным примыканием водозабора и сбросного участка к продольной распределительной галерее эти системы достаточно удобны в гидравлическом отношении и сравнительно просты в исполнении. В зависимости от конструкции камер, галереи таких систем располагаются в стенках или в днище.

    В 1926 г. в СССР на Волховском гидроузле был построен первый крупный шлюз с простой распределительной системой питания (рис 3.10). Судоходный шлюз (рис 3.11) расположен у берега рядом с гидростанцией. Из-за расположения здания ГЭС в русле под углом поток, проходящий через турбины, отбрасывается к левому берегу. Рядом со шлюзом имеется водосбросное отверстие, перекрываемое щитом. Подходы к шлюзу как со стороны верхнего, так и со стороны нижнего бьефов ограждены дамбами. Камера шлюза выдвинута в верхний бьеф. Мост проходит по нижней голове шлюза.

 

Рис. 3.10. План Волховского гидроузла:

1 – аванкамера; 2 – ледозащитная стенка; 3 – водосливная плотина; 4 – рыбоходный шлюз; 5 – гидроэлектростанция; 6 – донный водоспуск; 7 – однокамерный судоходный шлюз

 

       Волховский шлюз имеет простую распределительную систему питания с продольными донными водопроводными галереями. Забор воды в основную водопроводную галерею производится из аванкамеры ГЭС, т. е. вне верхнего подходного канала. Дополнительная водопроводная галерея (сечением 1,7 × 2,5 м) забирает воду из верхнего подходного канала и выпускает ее в камеру по оси шлюза через выход в стенке падения. Эта галерея открывается лишь на последней стадии наполнения камеры шлюза. Основная продольная галерея, расположенная в днище камеры шлюза, разделена на участке выпусков продольными стенками на три водовода (каждый сечением 2,86 × 1,75 м). Водоводы закрыты сверху решеткой из брусьев толщиной 18 см. Вода поступает в камеру через зазоры между брусьями.

 

Рис. 3.11. Схема системы питания Волховского шлюза:

 

1 – водозаборные галереи; 2 – дополнительная галерея; 3 – донные галереи;

 4 – водовыпуски; 5 – выходные отверстия; 6 – поперечная галерея

 

       Галереи для опорожнения камеры располагаются в устоях нижней головы и имеют по пяти выпусков. Энергия встречных струй воды, выходящих из выпусков в нижнем подходном канале, гасится за счет их соударения. Время наполнения камеры 8,5, а опорожнения – 10 мин. Объем сливной призмы 28 тыс. м³.

    Примером наиболее удачной простой системы питания с расположением распределительных галерей в днище камеры является парный шлюз Воткинского гидроузла (г. Чайковский) с плановыми габаритами камеры 290 ´ 30 м (глубина на пороге =5,5 м). Такая компоновка водопроводных галерей (рис. 3.12) позволяет подавать воду по всей площади камеры и осуществлять экономию воды при шлюзованиях с использованием галерей перепуска.

Рис. 3.12. Простая распределительная система Воткинского шлюза с продольными донными водоводами и галереями перепуска

(перекрытие галерей условно снято):

 

1 – водоприемники; 2 – затворы наполнения; 3 – водосброс; 4 – затворы опорожнения;

5 – продольные донные водоводы; 6 – галереи перепуска

 

    Из действующих шлюзов такого типа оригинальными являются шлюзы Сайменского канала (рис. 3.13), имеющие простую распределительную систему наполнения через продольные донные водоводы. Опорожнение камеры происходит сосредоточенно через клинкеты в двустворчатых воротах.

Рис. 3.13. Система питания типового шлюза Сайменского канала:

1 – верхние подъемно-опускные ворота; 2 – ниша верхних ворот; 3 – экран – гаситель;

4 – продольный водовод наполнения; 5 – нижние двустворчатые ворота; 6 – клинкеты опорожнения; 7 – камера гашения; 8 – плавучие рымы

 

    При этом, применяя принцип совмещения функций, на данных шлюзах в качестве затвора наполнения используют (как в головных системах) рабочие подъемно-опускные ворота.

На американском шлюзе Port Allen, на отечественных шлюзах: Павловском и Нижне - Свирском (рис. 3.14; 3.15) распределительные галереи расположены в стенках камер. При таком устройстве продольных галерей выпуски направлены горизонтально.

 

Рис. 3.14. Схема системы питания Павловского шлюза (р. Уфа):

 

1 – сороудерживающая решетка; 2 – рабочий затвор системы наполнения; 3 – дисковые затворы системы опорожнения; 4 – конусные затворы системы опорожнения

Рис. 3.15. Простая распределительная система питания Нижне-Свирского шлюза с продольными водопроводными галереями в стенках камеры:

 

1 – водоприемники; 2 – затворы наполнения; 3 – водосброс; 4 – затворы опорожнения;

 5 – продольные галереи; 6 – водовыпуски

 

    Продольные распределительные галереи обычно имеют постоянное по длине сечение, значение площади которого колеблется в пределах 1/100–1/200 от площади зеркала камеры. Площади водопроводных галерей на участке установки затворов определяются по результатам гидравлических расчетов, и, как правило, их значение меньше на 15–20 %.

    На основании анализа опыта проектирования и эксплуатации шлюзов отношение суммарной площади выпусков воды из распределительной галереи в камеру  к площади распределительной галереи  рекомендуется принимать от 1,1 до 1,3.

    В системах питания с продольными распределительными галереями, имеющими подачу воды в середине, продольные уклоны водной поверхности в камере при одних и тех же значениях изменения расхода во времени меньше, чем при системах первого типа. Растекание поступившего в камеру объема воды происходит в две стороны: к верхней голове и к нижней голове. Вода в камере при наполнении имеет симметричную относительно середины камеры поверхность, а волновое воздействие на судно уменьшается почти вдвое за счет наложения друг на друга отраженных волн.

    При значительных напорах на шлюзы, допускаемые продольные скорости в подходных каналах по условиям стоянки в них судов требуют уменьшения расхода при шлюзовании и вызывают увеличение времени наполнения и опорожнения камер по сравнению с тем, которое можно было бы допустить по условиям шлюзования судов в камере.

    Системы с забором и с выпуском воды за пределами верхового и нижнего подходных каналов снимают эти ограничения, что позволяет уменьшать время шлюзования.

    Для таких систем питания шлюзов, обычно требуется устройство специальных водозаборных и водовыпускных сооружений вне голов шлюза. Это вызывает удорожание строительства шлюзов, приводит к увеличению числа затворов и механизмов водопроводной системы, усложняет эксплуатацию шлюза.

Однако данная система забора и сброса воды в обход подходных каналов позволяет ожидающим шлюзования судам приближаться непосредственно к головам шлюза (до 5 м от ворот), что увеличивает пропускную способность шлюза более чем на 20 %.

    Дополнительные затраты на устройство систем бокового забора и выпуска воды оправданы, если при традиционном заборе выпуске допускаемая скорость течения по условиям стоянки судов в подходных каналах вызывает увеличение времени наполнения (опорожнения) камеры недопустимое по условиям, диктуемым требуемой пропускной способностью шлюза.

    Оригинальностью инженерных решений отличается Верхне-Свирский шлюз с простой распределительной системой питания (рис. 3.16) с продольными донными водопроводными галереями.

Рис. 3.16. Простая распределительная система питания Верхне-Свирского шлюза с продольными галереями в днище камеры:

1 – водоприемники; 2 – затворы наполнения; 3 – водосброс; 4 – затворы опорожнения;

 5 – продольные галереи; 6 – водовыпуски

    Забор воды производится за пределами верхнего подходного канала через два водоприемника, расположенных у правых устоев верхней и нижней голов (речная стенка). Далее через участки водопроводных галерей в головах шлюза вода с двух противоположных сторон подается в продольные водопроводные галереи камеры и через щелевые выпуски в их потолке непосредственно в камеру. Опорожнение происходит так же, как и наполнение, через щелевые выпуски в днище камеры и в потолке галереи, а сброс – через выходные участки галерей в правом устое нижней головы и далее через специальное водосбросное сооружение непосредственно в нижний бьеф гидроэлектростанции. Данная схема с двусторонним поступлением воды в водопроводные галереи позволяет уменьшить продольные усилия в швартовых тросах шлюзуемых судов примерно в 2,5 раза по сравнению с продольными усилиями при односторонней подаче воды.

    Системы, состоящие из нескольких продольных галерей, имеющих выпуски на определенных участках длины камеры, используют в случае, если простые распределительные системы питания не обеспечивают необходимых условий стоянки при шлюзовании судов. Это нужно при заданном времени шлюзования, исходя из требуемой пропускной способности шлюза при интенсивном судоходстве или при больших размерах камеры шлюза и судов и составов. В этом случае используют более дорогие улучшенные (сложные) системы, имеющие более высокие эксплуатационные показатели.

    К таким системам относятся системы с продольными галереями, каждая из которых питает определенный участок камеры. Затворы галерей, у которых участки с выпусками расположены дальше от начала камеры, открывают с небольшим опережением по времени по сравнению с открытием остальных. При этом для распределения поступающего расхода воды по ширине камеры конструктивно создаются поперечные водовыпускные галереи. Формирование свободной поверхности воды в камере шлюза при системах этого типа происходит в результате растекания не одного, а нескольких «бугров» (в соответствии с количеством участков), которые при растекании взаимно накладываются друг на друга, и тем самым значительно уменьшается общий продольный уклон водной поверхности.

    Распределительные системы такого типа применены на крупнейших отечественных парных шлюзах – Волгоградских и Самарских.

    На рис. 3.17 представлена схема системы питания нижнего парного Самарского шлюза.

Рис. 3.17. Сложная распределительная система питания нижнего парного Самарского шлюза:

1 – верхняя голова; 2 – нижняя голова; 3 – камера; 4 – отверстия для наполнения камеры; 5 – отверстия для опорожнения камеры; 6 – отверстия для наполнения и опорожнения камеры; 7 – балки перекрытия галерей; 8 – водозабор; 9 – водосброс

    Три продольные галереи питают отдельные участки камер –  верховой, средний и низовой. Распределение потока воды по ширине камеры достигается путем устройства поперечных галерей, образованных двутавровыми балками, расположенными над основными водоводами.

Аналогичную конструкцию имеет система питания Волгоградских шлюзов. Отличие заключается только в числе питающих продольных галерей –  оно увеличено до четырех.

    Многие шлюзы имеют две галереи, питающие каждая отдельные участки по длине камеры, например, однокамерный Запорожский шлюз (рис. 3.18) и парный Рыбинский шлюз (рис. 3.19).

    Наполнение камеры второго Запорожского шлюза (см. рис. 3.18) осуществляется по двум галереям: по правой галерее – на верхний участок камеры с 33 выпусками, по левой галерее – на нижний участок камеры с 38 выпусками. Для равномерной подачи воды на эти участки при разной длине водопроводных галерей их затворы открывают со сдвигом по времени, согласованным с пробегом длинных волн в камере шлюза. Опорожнение камеры производится по галереям бокового водовыпуска, расположенным посередине длины камеры, в нижний бьеф ГЭС. Разница в отметках уровней воды в нижнем бьефе Запорожской ГЭС и в нижнем подходе к шлюзу может достигать 2,0 м, при которых окончательное опорожнение камеры осуществляется по галерее доопорожнения   в нижний бьеф шлюза.

 

Рис. 3.18. Схема системы питания камеры второго Запорожского шлюза:

 

1 – верхняя голова; 2 – обратные сегментные затворы наполнения; 3 – обратные сегментные затворы опорожнения; 4 – галереи бокового водовыпуска; 5 – нижняя голова; 6 – галереи доопорожнения камеры

 

    Парный Рыбинский шлюз имеет четыре продольные галереи с отводами. Из двух галерей каждой камеры одна питает верхнюю часть длины, а другая нижнюю часть длины камеры. Выпуск воды в камеру осуществляется по ширине при помощи отводов – системы поперечных галерей со щелевыми водовыпусками (колосниками).

 

 

    Забор воды на шлюзование и сброс ее в нижний бьеф осуществляют на Рыбинском шлюзе с помощью бокового двухъярусного водозаборно-водовыпускного сооружения, а не из подходных каналов. Пропускная способность шлюза таким путем существенно увеличена, что оправдывает принятое решение с устройством в составе напорного фронта сложного, дорогостоящего сооружения, которое также может быть использовано в качестве донного водосброса.

    В целях экономии идущей на шлюзование воды между парными камерами предусмотрены две перепускные галереи, оборудованные плоскими рабочими затворами двустороннего действия. Синхронная работа камер с использованием перепуска позволяет экономить около 50 % воды, которая необходима для шлюзования при независимом наполнении и опорожнении камер. При этом время наполнения (опорожнения) увеличивается всего на 1,5–2,5 мин.

    Предельное уменьшение волновых гидродинамических воздействий на шлюзующиеся суда обеспечивают системы питания шлюзов, имеющие независимые распределительные галереи каждая на определенный участок длины камеры, к которому осуществлен самостоятельный подвод воды (эквиинерционные системы питания).

    Принцип действия эквиинерционной системы состоит в преодолении инерции масс воды, заключенных во всех ответвлениях каждого подводящего водовода, питающих участки с выпусками, без сдвижек по времени. В результате происходит одновременное включение в работу всех выпусков и одинаковое нарастание расходов:

,

где  и  – расходы воды, подаваемой на соответствующие участки распределительной галереи.

    Эквиинерционные системы питания подразделяют на три вида:

· симметричные;

· несимметричные;

· комбинированные.

В симметричных системах все ответвления водоводов имеют одинаковые размеры и форму, содержат в себе одинаковые объемы воды и, следовательно, требуют одинаковых затрат энергии на преодоление инерции массы воды, заключенной в каждом из них. Это обстоятельство и обеспечивает равенство расходов воды в каждом ответвлении при наполнении камеры.

    На рис. 3.20 представлена схема системы питания симметричного типа, состоящая из двух основных продольных водоводов, каждый из которых подводит воду к четырем участкам с выпусками. По такой схеме была разработана и исследована на физической модели система питания типового шлюза на головном канале в проекте переброски части стока сибирских рек в район Средней Азии. Симметричная эквиинерционная система реализована во Франции на шлюзе Монтелимар на р. Рона.

    В несимметричных эквиинерционных системах подача воды на участки с выпусками происходит также по подводящим водоводам.

Рис. 3.20. Схема водоводов эквиинерционной системы питания симметричного типа (проект типового шлюза на головном канале переброски части стока сибирских рек в район Средней Азии):

1 – основные водоводы; 2 – участки с выпусками; 3 – затворы наполнения; 4 – затворы опорожнения

 

    В отличие от симметричных систем преодоление инерции масс воды в ответвлениях, питающих участки с выпусками, в течение одинаковых отрезков времени происходит за счет подбора длины и изменения площади водовода по длине ответвлений от подающей галереи таким образом, чтобы суммарная приведенная длина водовода и ответвлений была величиной постоянной, т. е.

const.

    Так как, при , значение  основного водовода увеличивается с удалением от водозабора, то для сохранения постоянной суммарной приведенной длины каждого отвода нужно уменьшать  последующих отводов, как это имеет место, например, в системе трубопроводов парного Чебоксарского шлюза (рис. 3.21) с «условно» эквиинерционной системой питания.

 

Рис. 3.21. Схема подводящих водопроводных галерей системы питания Чебоксарского шлюза

 

    Шлюз Донзер–Мондрагон на р. Рона (рис. 3.22, 3.23) имеет эквиинерционную систему питания, которая обеспечивает шлюзование судов, как в пределах расчетной длины камеры, так и в ее половине, отделяемой промежуточными воротами. При этом при подаче воды и в половину камеры соблюдается принцип эквиинерционности.

    Ответвления этой системы от основной распределительной галереи позволяют осуществлять подвод воды к участкам с выпусками в шестнадцати или соответственно восьми независимых точках. Концевые ответвления питающего водовода (см. рис. 3.22) имеют значительно меньшие длину и площадь поперечного сечения, чем начальные.

    Забор воды в подающую распределительную галерею и сброс воды в нижний бьеф производятся по специальным водопроводным галереям помимо подходных каналов, что позволяет значительно сократить время шлюзования судов и улучшить условия их стоянки у причалов.

Некоторые системы включают в себя элементы симметричных и несимметричных систем. Например, шлюз Деле–Лоджи–Нёф на р. Роне имеет систему, в которой разводка подводящих водоводов, питающих ближайшие к середине участки, выполнена по принципу несимметричной схемы, а водоводов, питающих крайние участки, – по принципу симметричной. Схема системы приведена на рис. 3.24.

Рис. 3.22. Схема водоводов эквиинерционной системы питания шлюза Донзер–Мондрагон:

1 – водозабор; 2 – затворы наполнения-опорожнения камеры; 3 – аварийные затворы;

 4 – подводящая распределительная галерея; 5 – ответвление галереи;

6 – водосбросные галереи; 7 – ворота верхней головы; 8 – промежуточные ворота;

9 – ворота нижней головы

 

Рис. 3.23. Поперечный разрез камеры шлюза Донзер – Мондрагон:

1 – скальное основание; 2 – песчаная засыпка; 3 – анкер; 4 – облицовка скалы;

5 – дренажные галереи; 6 –  питающая распределительная галерея; 7 –  водовыпуски

 

Рис. 2.24. Схема водоводов эквиинерционной системы питания комбинированного типа шлюза Деле–Лоджи–Нёф:

1 – затворы наполнения; 2 – основные водоводы; 3 – ответвление водовода; 4 – галерея опорожнения; 5 – затворы опорожнения

 

    Эквиинерционные системы питания удобны еще и тем, что в них можно снизить количество затворов по сравнению со сложной распределительной системой питания, где необходимы три или четыре основных водовода с затворами на каждом. Это делает их предпочтительнее с точки зрения эксплуатации. Условия стоянки судов в камере шлюза при эквиинерционных системах бывают столь благоприятны, что шлюзование ведется без учалки судов, а средние вертикальные скорости подъема уровня воды в 1,5–2 раза и более превосходят таковые при сосредоточенных системах.

Эквиинерционные системы питания уже построенных шлюзов показали свои преимущества в эксплуатации перед шлюзами с простой распределительной системой питания, оправдывающие сложности строительства шлюзов с такой системой и некоторое увеличение капитальных затрат. При проектировании новых шлюзов надо стараться использовать эффект равномерного распределения поступающей в камеру шлюза по всей площади зеркала камеры и при высоких напорах и при средних напорах на шлюз.

На низконапорных шлюзах, где широко используется головная система питания с наполнением камеры из-под ворот верхней головы, более равномерное распределение воды вдоль камеры достигается применением системы питания как у Сайменских шлюзов. Галереи в их днище не только позволяют отказаться от успокоительного участка, но и обеспечить большую жесткость и прочность днища по сравнению со сплошной днищевой плитой.