Как работает шлюз. Объясните принцип действия шлюзов и какое явление используется в работе шлюзов? Принцип работы затвора в шлюзе на волге
Башни управления шлюзом, узкие при взгляде на них сбоку, обращены фасадом друг к другу. Шесть колонн вдоль фасада как бы поддерживают мощный парапет. На парапете каждой башни - выразительные скульптуры, посвященные труду инженеров, проектировавших и строивших канал.
Перед тем как начнется шлюзование, познакомимся кратко с устройством и действием шлюзов.
Хотя шлюзы выглядят по-разному, что зависит от их архитектурного оформления, но все они устроены в общем по одному принципу и служат для подъема и спуска судов там, где образуется резкая разница уровней воды.
Шлюз - это большая прямоугольная камера, обычно бетонная, имеющая с двух сторон ворота. Одни ворота отделяют ее от водохранилиша либо от той части канала, где уровень воды выше, - как говорят, от верхнего бьефа. Другие ворота отделяют камеру от той части реки или канала, где уровень воды ниже, т. е. от нижнего бьефа.
Наше судно вошло в шлюз. Нам надо опуститься на одну "ступеньку" к Волге. Вахтенный начальник поворачивает рукоятку ключа автоматического управления шлюзованием. Он затратил на это усилий не больше, чем нужно затратить, допустим, для перестановки с места на место чернильного прибора. Но сколько механизмов, послушных сигналу, начали действовать друг за другом!
Там, где только что прошло наше судно, поднимается из воды сегментный затвор - верхние ворота шлюза. Затвор может двигаться только вверх и вниз; теперь он отделил камеру шлюза от верхнего бьефа. В тот же момент электрический сигнал привел в действие механизмы, управляющие щитами-заслонками водопроводных галерей, соединяющих камеру шлюза с нижним бьефом. Щиты приподнялись. Вода хлынула по трубам в нижний бьеф. В камере она быстро убывает, а вместе с ней опускается и судно. Как только уровни в камере и нижнем бьефе сравнялись, открываются нижние ворота. Судно может продолжать путь.
А как действуют механизмы, если судну нужно не опуститься, а подняться на одну "ступеньку"?
После того как оно вошло в камеру и нижние ворота закрылись, вахтенный поворачивает рукоятку ключа в другом направлении. Опускаются щиты водопроводных галерей. Затем механизмы немного приподнимают сегментный затвор и в камеру начинает течь вода. Если бы верхние ворота открывались обычным путем, то в первые минуты она била бы в образовавшуюся щель таким мощным потоком, что судно вряд ли могло бы уцелеть.
Когда уровни воды в шлюзе и верхнем бьефе сравнялись, поплавок-автомат "докладывает" об этом, и механизмы снова приводят в движение сегментный затвор. На этот раз он опускается в глубокую подводную нишу. Тотчас зажигается зеленый огонь светофора. Над "спрятавшимся" затвором судно выходит на верхний бьеф.
Многое из того, что здесь описано, вы можете увидеть сами при прохождении шлюзов, которых на вашем пути встретится немало. Правда, вы не увидите находящегося в башне черного блестящего пульта управления шлюзом, не увидите и всех механизмов, но теперь вы в общих чертах знаете, как они действуют.
На этот раз не будет аналитики и проблемных вопросов, а будет таймлапс, анимация и куча фото про то, как устроены и как работают шлюзы на наших многочисленных водохранилищах.
, я уже рассказывал. Сейчас подробно посмотрим, как суда преодолевают немаленькие пороги возведённых плотин, чтобы попасть вверх или вниз по течению.
Посмотрите вид на Чебоксарскю ГЭС и шлюзы:
Почему шлюзы строились одновременно с плотинами, понятно.
А знаете ли вы, что сегодня во многих местах сами шлюзы и ГЭС вместе с плотиной принадлежат разным ведомствам?
ГЭС - РусГидро, а шлюзы - Росморречфлоту. Вот такая ирония приватизации.
Впрочем, что это я? Обещал без отступлений!
Тогда давайте сначала смотреть видео, а потом уже - детали на фотографиях.
Перед тем скажу только, что на шлюзы обычно экскурсий не водят, поэтому предоставленную возможность пришлось использовать на полную катушку - поставил старый Canon S3 IS над пропастью и начал таймлапс снимать:
Ну а потом ещё взял свою систему моделирования и сделал модель шлюза с анимацией, чтобы показать на модели, как ворота закрываются, откуда вода течёт и всё такое.
Ибо что такое шлюз? Это тот же бассейн из классической задачи по арифметике: в одну трубу вливается, в другую выливается. Ничего сложного!
Обратите внимание, что на речных шлюзах не требуется никаких насосов: вода наполняет шлюзовую камеру или вытекает из неё сама, стоит только открыть задвижки.
А вот на каналах, проходящих через водоразделы (как канал имени Москвы), насосы нужны (хотя не обязательно на самих шлюзах).
Математическая модель этого "бассейна" чуть посложнее двух труб: кроме них, ещё ведь корабликом и воротами управлять надо. И вода чтобы в трубах текла:
Что? Язык незнакомый? Ну это нормально! ;)
Всё-всё-всё, больше не буду забивать голову премудростями. Просто смотрим видео и всё увидим сами.
Правда, вмонтированная (для красоты) фотография пульта управления шлюзом - от Нижегородской ГЭС, но, думаю, наши меня за это простят! :)
Ну а теперь фотоподробности.
Что крыша машинного зала Чебоксарской ГЭС одновременно является мостом через Волгу:
Поэтому чебоксарцы и гости столицы обычно видят нашу ГЭС из окна автомобиля, а в лучшем случае (если остановиться перед мостом) примерно так:
Чтобы видеть всю красоту и мощь гидротехнического сооружения, надо подняться на гору к роще.
Туда мы в детстве приезжали на велосипедах, чтобы посмотреть на великую стройку и испытать радость труда ("это такое чувство, которое испытывает поэт, глядя на строящуюся плотину")
.
Ну или взобраться на Башню управления шлюзами - именно там и стоял мой фотоаппарат на штативе:
Кто забыл или в первый раз - по клику мыши фото открывается в большом размере!
Это был вид сверху. А вот сама Башня, вид снизу:
Как выглядит сей Центр?
Пульт управления немудрёный и не особо современный (но здесь этого достаточно - не аэропорт же):
Есть и ещё одна интересная система. На них видно все суда, идущие по Волге вверх и вниз (все, у которых есть ГЛОНАСС/GPS и специальные средства передачи данных).
На экране виден синий трек очередного теплохода. Мы хотели его подождать, но так и не дождались - он был далеко и шёл медленно:
Собственно, в скорости и есть основной недостаток водного транспорта. Скоропортящиеся продукты на барже не повезёшь.
Зато очень удобно везти строительные материалы. То, что сегодня их возит по автодорогам армия Камазов - просто преступление против экологии, да и здравого смысла. И нас не покидает надежда, что водный транспорт будет, в конце концов, восстанавливаться и развиваться.
Посмотрите на заглавное фото или вот на эту красивую баржу, которая входит в шлюзы Нижегородской ГЭС - какая грузоподъёмность! Чтобы перевезти столько груза Камазами из одного волжского города в другой, надо сжечь цистерны топлива и разбить сотни километров трассы...
Стоп. С разбитой трассой всё понятно, а вот с цистернами топлива? Впрочем, КПД всего судна по грубым прикидкам составляет всего 3%. Так что нынешние технологии водного транспорта существенно проигрывают грузовому транспорту (суммарный КПД около 8%) - и ещё более - железнодорожному. Поэтому пока забудьте всё, что я говорил абзацем выше - здесь требуется отдельная тема для анализа и сравнения!
А пока Волга, увы, довольно пустынна:
Но давайте не будем отвлекаться и продолжим знакомство с работой шлюза.
Вот для полноты картины вид "в пропасть" с Башни:
На первом фото была сдвоенная баржа, которая заняла весь шлюз.
А тут будет всего один маленький кораблик:
Каждому судну диспетчер шлюза указывает место, которое ему нужно занять в шлюзе - номер рыма для швартовки, а капитану большого корабля помогают следить за положением такие указатели:
Кораблик швартуется к рымам - большим поплавкам, которые ходят по рельсам в нишах стен шлюзовой камеры, поднимаясь и опускаясь вместе с водой и судном:
Наш кораблик идёт вниз, поэтому теперь необходимо закрыть верхние ворота.
На большинстве шлюзов Волжско-Камского каскада они сделаны в форме подъёмной стены:
Обратите внимание на едва показавшиеся из воды "зубцы" - это неподвижное основание, укреплённая стена, которая помогает воротам выдерживать напор громадной массы водохранилища.
Посмотрите, какое маленькое расстояние от них до верхней границы воды (4 метра)!
Судно с осадкой больше 3,6 м здесь просто не пройдёт (40 см - необходимый по регламенту запас). А если из-за маловодья, какое имело место этим летом, уровень воды в водохранилище чуть понизится, то и более мелкие суда уже не смогут пройти.
На Чебоксарской ГЭС такое жёсткое ограничение возникло из-за того, что уровень водохранилища не поднят на проектную высоту. На проектной отметке 68 метров ворота надо будет немного приподнять, но порог станет уже 6 м, что гарантированно хватит для всех волжских судов.
Верхние ворота вблизи:
Здесь мы видим рабочие и дублирующие их аварийные ворота одновременно (шлюз полностью заполнен водой).
Аварийные ворота нужны на случай выхода из строя или планового ремонта рабочих ворот.
Когда нет шлюзующихся судов, можно проводить регламентные работы по техобслуживанию механизмов, что мы сейчас и видим.
С помощью теодолита производится контроль прогиба ворот:
Только представьте, эта железная громадина всё-таки ощутимо прогибается под давлением воды в водохранилище - до 1,5 см аварийные и меньше сантиметра рабочие ворота!
Подъёмный механизм у ворот гидравлический:
Маслонасосы для обслуживания верхних ворот:
В шлюзах всегда много птиц:
Потому что здесь удобно подбирать рыбу, которая остаётся на поднимающихся из воды воротах:
Перейдём к нижним воротам.
Опять же на большинстве волжских шлюзов они сделаны в виде громадных двустворчатых дверей:
В закрытом состоянии двери сходятся под заметным углом, чтобы противостоять напору воды в шлюзовой камере:
На Чебоксарской ГЭС предусмотрены специальные меры, чтобы вытекающая из шлюзовой камеры вода не размывала берег. Часть сливается из-под ворот (бурлящая вода на снимке), а часть - далеко от шлюза и от берега - к середине Волги:
Чтобы избежать волн при наполнении шлюзовой камеры, здесь также предусмотрены специальные меры - сложная распределительная система, гасящая скорость потока воды и равномерно распределяющая его по шлюзу. Снаружи видна часть этих специальных камер. Они остались недостроенными, потому что тогда решили не поднимать воду до проектной отметки. Сейчас, если подъём всё-таки будет, придётся достраивать:
Наконец, вода из шлюза выпущена, можно открывать нижние ворота:
Посмотрим внимательно в окрестности нижних ворот:
Прямо под мостом, над аварийными воротами, видны рельсы, которые как будто обрываются в пропасть. Они использовались при строительстве, да и сейчас могут быть использованы - только нужно опустить большую балку, которая видна слева вверху, прямо под мостом - это не что иное, как подвижный пролёт железнодорожного моста. Он ляжет поперёк шлюза, и рельсы будут продолжены!
Что ещё интересного можно увидеть?
Например, хоздвор между шлюзовыми камерами:
И немного брутальных конструкций на закуску:
А вот и баржа выходит из шлюза:
Для соединения двух разных компьютеров информация должна пройти 7 уровней шифрования и столько же - декодирования. Рассматривать их все очень долго, поэтому внимание будет уделено исключительно одной составляющей - шлюзам. Чем они являются, с помощью чего функционируют, каких видов бывают и мное другое будет рассмотрено в рамках статьи. Для полноты понимания параллельно немного будет затронута тема маршрутов. Исключительно чтобы лучше разобраться с передачей данных.
Сетевые шлюзы и маршруты
Допустим, есть одна машина, которая ищет в сети определённый компьютер. С помощью этого небольшого примера мы и выясним, что такое шлюзы. Необходим механизм описания, в котором предусматривается, как будет совершена подобная Он называется маршрутизацией. Задают его с помощью «адреса назначения» и «сетевого шлюза». Причем для достижения необходимой точки используется определённый инструмент. Вот что такое шлюзы и как они работают в составе информационных сетей. Может быть три типа адресов:
- Отдельный хост.
- Подсеть.
- Маршрут по умолчанию. Используется, когда не могут быть применены два первые варианта.
Также есть три типа шлюзов:
- Отдельные хосты.
- Подключения.
- MAC-адреса.
Маршруты по умолчанию
Немного отвлечёмся от темы для понимания работы шлюза. Внимания заслуживает каждый адрес. Но это отдельная тема, поэтому рассмотрим только базис. Когда локальная система испытывает необходимость в установлении соединения с удалённым хостом, происходит обращение к для определения, существует ли он. Если цель находится в какой-то подсети, может создаваться подключение к ней, чтобы обеспечить передачу данных. Если ни один из известных маршрутов не может подойти, используется установленный по умолчанию. Это специально предусмотренная возможность, в которой используется особый тип сетевого шлюза (единственный присутствующий в системе), который помечен флагом С. Указывается машина, имеющая прямое подключения к общемировому сети (в роли таких объектов могут выступать провайдеры), с надеждой, что конечного получателя всё же получится найти. Это принцип передачи данных, который позволяет понять, что такое шлюз в сети, и какое важное значение он имеет для обмена информацией.
Хосты с двойным подключением
Это довольно интересный тип организации передачи данных, поэтому эмулятору в качестве исключения будет уделено немного внимания. С технической точки зрения, любая машина, которая выполняет функции сетевого шлюза, может рассматриваться как хост, обладающий двойным подключением. На практике этот термин может также использоваться, чтобы описывать компьютеры, находящиеся в двух разных местах. Так, для каноничного случая необходимо, чтобы машина имела два адаптера Ethernet, и каждый из них имел свой адрес в разных подсетях. Сократить список этих требований может помочь использование алиасов в ifconfig(8). Как бы ни было всё реализовано, рассматриваемая машина определяется в качестве шлюза, который может использоваться, чтобы войти в другую подсеть. Такая схема воплощения является очень полезной в случаях, когда создаётся система безопасности, фильтрующая пакеты и выполняющая функции брандмауэра в одном или двоих направлениях. Сложно? Но тем не менее это ответ на вопрос «что такое шлюз интернета».
Работа шлюза
Сетевой шлюз - это обычная система, благодаря которой осуществляется пересылка пакетов с одного подключения на другое. Что отправить информацию, ему необходимо "знать", что и куда следует переправить. При простой организации сети можно использовать которые будут знать и помнить каждый шлюз. Для более сложных вариантов используются различные коммерческие продукты и вспомогательные приборы (роутеры, маршрутизаторы, серверы). Когда приходит информация из одной сети (компьютера), он обрабатывает полученные данные, при необходимости может поменять протокол кодирования, чтобы получатель смог ознакомиться с полученным сообщением. Когда шлюз получает информацию, он проверяет, кому она предназначается. Если адрес верный, происходит передача в соответствующую часть компьютера и происходит считывание данных. В случаях, когда получатель кто-то другой, информация идёт далее. Как узнать своего компьютера? Для этого необходимо зайти в свойства подключения, где показан этот параметр.
Заключение
Вот мы и разобрали, что такое шлюзы и зачем они нужны. Напоследок можно сказать, что при желании собственноручно поработать с ними с точки зрения программных аспектов, при должном изучении данного вопроса проблем возникнуть не должно. Они будут только, если вы полезете смотреть, что и как устроено на аппаратной составляющей, и при желании собрать/разобрать. Это не в последнюю очередь из-за сложности оной. Поэтому при желании настроить работу компьютера достаточно будет проработать вопросы, которые относятся к программной настройке данных устройств. Надеемся, что больше вопросов, что такое шлюзы, не осталось.
Судоходными шлюзами называются напорные гидротехнические сооружения, при помощи которых суда преодолевают сосредоточенные падения уровней воды на гидроузлах при переходе из одного бьефа в другой.
Основными конструктивными частями судоходного шлюза являются: верхняя и нижняя головы; расположенная между ними камера; верхний и нижний подходные каналы, примыкающие к соответствующим головам шлюза (рис. 12.1).
Рис. 12.1. Схематический план шлюза:
1 – верхний подходной канал; 2 – верхняя голова; 3 – камера шлюза; 4 – нижняя голова; 5 – нижний подходной канала: 6 – направляющие палы; 7 – причальная стенка.
Головы шлюза поддерживают разность уровней воды между бьефами и камерой при ее наполнении и опорожнении. На них размещается оборудование, предназначенное для осуществления процесса шлюзования. В камере шлюза, ограниченной с боков стенами, находятся суда при их шлюзовании. На стенах камеры размещаются устройства в виде тумб, а по высоте – плавучие рымы, за которые швартуются суда.
Подходные каналы, примыкающие к головам шлюза, имеют размеры, обеспечивающие расхождение судов при входе в камеру и выходе из нее, а также безопасные условия стоянки судов, ожидающих шлюзования у причальных стенок. Для обеспечения плавного входа судов в отверстия голов шлюза устраиваются направляющие палы, которые имеют в плане вид криволинейных стен.
Наиболее широкое применение, благодаря простоте конструкций и экономичности, нашел тип шлюза с наполнением камеры из-под плоских подъемно-опускных ворот (рис. 12.2).
Отверстие между стенами верхней головы закрывается воротами в виде металлического щита, который поднимается на определенную высоту для наполнения камеры шлюза. При подъеме ворот вода из верхнего бьефа поступает в камеру через отверстие, образуемое нижней кромкой ворот и порогом. После выравнивания уровней воды в камере и верхнем бьефе ворота опускаются вниз, освобождая отверстие для прохода судов. Самая высокая часть днища головы называется порогом. Вертикальная грань порога образует стенку падения. Емкость, в которую непосредственно поступает вода из верхнего бьефа при наполнении камеры шлюза, называется камерой гашения энергии потока. В пределах камеры гашения располагаются экран корытообразной формы, обеспечивающий соударение падающей струи и направление ее на стенку падения, который опирается по ширине шлюза на два раздельных бычка, гасительный колодец и балочная распределительная решетка, предназначенная для выравнивания скоростей потока по глубине после выхода в камеру шлюза. Камера шлюза по длине состоит из отдельно стоящих секций, длиной по 20-30 м каждая, разделенных между собой температурно-осадочными швами.
Отверстие между стенами нижней головы закрывается двустворчатыми воротами, которые в закрытом положении поддерживают уровень верхнего бьефа в камере. При установлении в камере уровня нижнего бьефа, створки ворот, вращаясь на вертикальных осях, заходят в ниши (шкафы) и освобождают отверстие для пропуска судов из камеры шлюза в нижний подходной канал. Опорожнение камеры осуществляется через короткие обходные водопроводные галереи, расположенные в стенах нижней головы. Галереи опорожнения снабжены рабочим затвором и двумя ремонтными затворами.
Шлюз оборудован механизмами для открытия ворот и затворов, причальными устройствами для швартовки судов, предохранительными устройствами для защиты ворот от навала судов и другими приспособлениями. Для изоляции шлюза и отдельных его частей от бьефов, на случай осмотра и ремонта перед головами шлюза предусмотрены ремонтные ворота. На верхних головах часто устраивают аварийно-ремонтные или аварийные затворы, которые могут перекрывать судоходное отверстие в процессе наполнения камеры при возникновении на шлюзе аварийных ситуаций.
Процесс пропуска судов из одного бьефа в другой состоит из отдельных операций и может осуществляться в одностороннем (при наличии судов одного направления) или двухстороннем порядке. Так, для пропуска судов из нижнего бьефа в верхний при одностороннем движении, в камере должен быть установлен уровень нижнего бьефа, открыты ворота нижней головы и дан разрешающий сигнал светофора на вход судов из нижнего подходного канала в камеру шлюза. После входа судов в камеру нижние ворота закрываются, суда швартуются к причальным устройствам и подают сигнал о готовности. При подъеме верхних ворот на определенную высоту камера заполняется водой. По мере наполнения камеры вместе с уровнем воды поднимаются и суда. Когда уровень в камере сравняется с уровнем верхнего бьефа, ворота верхней головы открываются, на судах отдаются швартовые и по разрешающему сигналу светофора они выходят из камеры шлюза в верхний подходной канал. Шлюзование судов из верхнего бьефа в нижний производится в обратной последовательности.
В зависимости от числа последовательно расположенных камер шлюзы подразделяется на однокамерные и многокамерные , а по числу параллельно расположенных камер – на однониточные и многониточные .
В
однокамерном шлюзе (см. рис.
12.2)
суда преодолевают весь напор на гидроузле
в одной камере. Однокамерные шлюзы нашли
самое широкое распространение не только
в России, но и за рубежом. Иногда,
для уменьшения объема сливной призмы
V
сл
и сокращения времени шлюзования одиночных
судов, однокамерные шлюзы могут
возводиться с проме
Рис.
12.3. Схемы шлюзов: а
– продольный разрез однокамерного
шлюза с промежуточной головой;
б –
продольный разрез шлюза шахтного типа;
в – продольный разрез
трехкамерного
шлюза; г – план шлюза со сберегательными
бассейнами;
д – план двухниточного
шлюза; 1 – верхние ворота; 2 – средние
ворота;
3 – нижние ворота; 4 – забральная
стенка; 5 – сберегательные бассейны;
6
– затворы;
V
сл
– сливная призма
Если напор разбит на несколько равных частей и суда преодолевают его последовательно в нескольких камерах одного шлюза, то такой шлюз называется многокамерным или многоступенчатым (рис. 12.3, в). В отличие от однокамерного шлюза, многокамерный шлюз имеет промежуточные головы, сопрягающие две смежные камеры. На промежуточных головах величина напора удваивается тогда, когда одна камера наполнена, а нижележащая опорожнена. При шлюзовании судов в многокамерных шлюзах объем сливной призмы уменьшается пропорционально числу камер, но увеличивается время шлюзования. Для уменьшения затрат на шлюзование и увеличения пропускной способности шлюзов применяются серийные шлюзования, заключающиеся в пропуске судов в порядке одностороннего движения из верхнего бьефа в нижний, а затем наоборот. Многокамерные шлюзы возводятся на водных путях с небольшим судооборотом и при необходимости уменьшения напора на отдельную камеру по технико-экономическим соображениям, а также с учетом геологических и водохозяйственных условий.
Для экономии расходуемой воды при шлюзовании и с целью уменьшения влияния волновых явлений, возникающих при наполнении и опорожнении камеры, устраиваются шлюзы со сберегательными бассейнами (рис. 12.3, г). Они чаще всего строятся на судоходных каналах. Рядом с камерой шлюза (слева и справа) возводят открытые или закрытые бассейны, которые забирают воду из камеры при ее опорожнении и отдают обратно при наполнении. Каждый бассейн соединен с камерой шлюза при помощи водопроводов, снабженных затворами. Чаще всего строят шлюзы с тремя сберегательными бассейнами, так как большее их число дает малое приращение экономии воды и вызывает удорожание строительства шлюза. Шлюзы со сберегательными бассейнами требуют при их возведении выполнения больших объемов работ, сложного оборудования, обладают меньшей пропускной способностью и поэтому в нашей стране не строились. Их применение может быть обосновано при строительстве судоходных каналов в засушливых районах и для больших по размерам судоходных шлюзов. Самыми крупными в мире шлюзами со сберегательными бассейнами являются новые шлюзы Панамского канала, строительство которых начато в 2009 г. и будет завершено в 2014 г. (к 100-летнему юбилею канала). Проектом реконструкции канала предусмотрено возвести два трехкамерных шлюза (один – со стороны Атлантики, а второй – со стороны Тихого океана) с размерами камер 420 м в длину, 60 м в ширину и 18 м в глубину, рассчитанными на пропуск расчетного судна класса “постпанамакс” водоизмещением свыше 300 000 кН).
На водных путях с интенсивным судоходством рядом друг с другом строят несколько шлюзов, которые называют многониточными. Чаще всего в одном своре располагают два шлюза, называемые двухниточными или парными (рис. 12.3, д). Парные шлюзы удобны в эксплуатации, позволяют экономить сливную призму (при устройстве системы питания с перепуском воды из одной камеры в другую) и при необходимости периодически осуществлять очистку камер от затонувшей древесины, а также мелкие ремонтные работы.
Существуют также шлюзы, которые кроме пропуска судов могут выполнять и другие функции, например, пропускать без размывов расход воды из верхнего бьефа в нижний. Такой шлюз является не только судоходным, но и водопропускным, получив название шлюза-водосброса. Шлюзы водосбросы пока не получили широкого применения. Первый в России однокамерный шлюз-водосброс на р. Уфе – Павловский с напором 33 м эксплуатируется с 1962 г.; он имеет малую пропускную способность и рассчитан на пропуск, в основном, паводковых расходов воды.
К другим типам шлюзов, не предназначенных для судоходства, можно отнести рыбопропускные шлюзы, которые служат для пропуска ценных пород рыб из нижнего бьефа в верхний, и шлюзы-регуляторы, регулирующие поступление воды на различные водохозяйственные цели.
Для обеспечения перехода судов из одного водного бассейна (бьефа) в другой с различными уровнями воды в них. С двух сторон шлюз ограничен затворами (воротами), между которыми располагается камера с регулируемым уровнем воды .
В отличие от судоподъёмников , при использовании шлюзовых систем требуется большое количество воды, что приводит к снижению их пропускной способности и в том числе к меньшей скорости пропуска судов. Преимуществом является их более простое и дешёвое в обслуживании техническое оснащение по сравнению с судоподъёмниками.
Основные сведения
Перевод судов между двумя отрезками водного пути с различным уровнем воды в них осуществляется с помощью шлюзов. Каждый шлюз имеет три основных элемента:
- Герметичная камера , соединяющая верхнюю и нижнюю головные части канала и имеющая габариты, достаточные для размещения в ней одного или нескольких судов. Положение и габариты камеры фиксированные, однако уровень воды в ней может изменяться.
- Ворота - металлические щиты, расположенные на обоих концах камеры и служащие для впускания и выпускания судна и герметизирующие камеру во время шлюзования.
- Водопроводное устройство - устройство, предназначенное для наполнения, либо опустошения камеры. Как правило, в качестве такого устройства используется плоский щитовой затвор. В крупных шлюзах могут использоваться перекачные насосы.
Принцип работы шлюза следующий:
- Входные ворота открываются и судно заходит внутрь камеры.
- Входные ворота закрываются.
- Открывается перепускной клапан, вызывая падение или подъём уровня воды в камере с находящимся в ней судном.
- Выходные ворота открываются, судно выходит из камеры.
Процесс пропускания судна через шлюз называется шлюзованием . Шлюзование длится, как правило, от 10 до 20 минут в зависимости от размера камеры и перепада уровня воды.
| Для подъёма судна: | Для спуска судна: | |||
|---|---|---|---|---|
| 1-2. | 8-9. | Судно входит в шлюзовую камеру. | ||
| 3. | Нижние ворота закрываются. | 10. | Верхние ворота закрываются. | |
| 4-5. | Камера наполняется водой до верхнего уровня. | 11-12. | Из камеры выливают воду до нижнего уровня. | |
| 6. | Верхние ворота открываются. | 13. | Нижние ворота открываются. | |
| 7. | 14. | Судно выходит из шлюзовой камеры. | ||
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 может сразу же зайти судно, движущееся в обратном направлении. Таким образом не требуется выполнять лишнее заполнение либо слив воды из камеры.
Использование шлюзов
Использование шлюзов главным образом направлено на то, чтобы сделать водные пространства с различными уровнями воды в них более пригодными для судоходства. Они необходимы в случаях, когда для прохождения судов создаётся искусственный обводной канал в обход таких препятствий, как пороги , плотины , дамбы , а также для преодоления локальных перепадов высот на пути канала. Плотина увеличивает глубину водного пространства перед ней, в таком случае шлюз может быть установлен либо непосредственно в плотине, будучи её составной частью, либо в устье бьефа. Река, оснащённая такого рода сооружениями, носит название