ИНОВАЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПАВОДКОВ НА РЕКЕ УССУРИ

ВВЕДЕНИЕ

Река Уссури, как и многие другие водные маршруты в мире, подвержена регулярным паводкам, которые могут нанести серьезный ущерб окружающим районам и населению. Для борьбы с этой проблемой разрабатываются различные технологии и инженерные сооружения. В этой статье рассмотрим некоторые из них и их потенциальное применение на реке Уссури. [1]

МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ПАВОДКАМИ

Плотины и водохранилища: Одним из наиболее распространенных методов борьбы с паводками является строительство плотин и создание водохранилищ. Эти сооружения могут регулировать уровень воды в реке, предотвращая разливы и защищая близлежащие территории от наводнений. Однако при их использовании необходимо учитывать возможные экологические последствия и влияние на природные экосистемы. [2]

В 2023 году инновации и технологии, применяемые в строительстве плотин и водохранилищ, продолжили развиваться, нацеленные на увеличение эффективности, безопасности и устойчивости этих сооружений. Вот некоторые из основных технологических трендов, которые могли наблюдаться в этой области:

Использование сенсоров и IoT: Внедрение датчиков и систем интернета вещей (IoT) в конструкцию плотин и водохранилищ позволяет реальном времени контролировать различные параметры, такие как уровень воды, давление, температура и состояние структуры. Это помогает операторам быстро реагировать на любые изменения и предотвращать возможные аварийные ситуации.

Гидроакустическое оборудование: Использование гидроакустических систем позволяет проводить более точное обследование дна реки и грунта под плотиной, что способствует выявлению потенциальных проблемных зон и повышает эффективность обслуживания и ремонта.

Автоматизация и искусственный интеллект: Применение технологий автоматизации и искусственного интеллекта позволяет оптимизировать процессы управления плотинами и водохранилищами. Системы машинного обучения могут анализировать данные о состоянии сооружений и предсказывать возможные проблемы, что помогает улучшить планирование технического обслуживания и ремонта.

Экологически устойчивые материалы и решения: В строительстве плотин и водохранилищ становится все более важным использование экологически устойчивых материалов и технологий, которые минимизируют негативное воздействие на окружающую среду и сохраняют ее биоразнообразие.

Моделирование и симуляция: Применение современных компьютерных технологий для моделирования и симуляции работы плотин и водохранилищ позволяет инженерам более точно прогнозировать поведение сооружений в различных условиях, что помогает улучшить их проектирование и эксплуатацию.

Зеленые насыпи и водоупорные растения: еще одним методом защиты от паводков является создание зеленых насыпей и посадка водоупорных растений вдоль берегов реки. Эти растения способны удерживать почву, предотвращая эрозию, а также поглощать избыточную влагу, снижая риск наводнений.

Инженерные сооружения с переменной пропускной способностью: Современные технологии позволяют создавать инженерные сооружения, способные автоматически регулировать пропуск воды в зависимости от ее уровня. Это позволяет эффективно управлять расходом воды и предотвращать наводнения в периоды повышенного стока.

Инженерные сооружения с переменной пропускной способностью представляют собой системы, способные регулировать пропускание воды в зависимости от её уровня. Они могут быть использованы для контроля уровня воды в реке и предотвращения наводнений. Вот основные аспекты устройства и расчетов таких сооружений:

Поплавковые затворы — это инженерные сооружения, предназначенные для регулирования уровня воды в реках, каналах, водохранилищах и других водоемах. Их устройство и работа основаны на использовании плавучих элементов, которые поднимаются или опускаются в зависимости от уровня воды, регулируя тем самым пропускание воды через сооружение. Вот более подробное описание устройства и работы поплавковых затворов. [3]

Устройство:

Плавучие элементы: Основными компонентами поплавковых затворов являются плавучие элементы, которые обычно выполнены из металла, бетона или пластика. Эти элементы могут иметь различные формы и размеры в зависимости от конкретного проекта.

Крепления: Плавучие элементы крепятся к основной конструкции с помощью специальных механизмов или крепежных элементов, которые обеспечивают свободное вертикальное движение вверх и вниз.

Механизмы регулировки: для управления положением плавучих элементов используются различные механизмы, такие как тросы, шестерни, редукторы и электромоторы. Они могут быть автоматизированными для автоматического регулирования уровня воды или управляться вручную оператором.

Принцип работы:

Поднятие и опускание: когда уровень воды в водоеме повышается, плавучие элементы поднимаются вверх, уменьшая пропускание воды через сооружение. Это позволяет уменьшить риск наводнений на прилегающих территориях.

Опускание при низком уровне воды: при понижении уровня воды плавучие элементы опускаются вниз, обеспечивая свободный проток воды через затвор. Это позволяет обеспечить достаточное количество воды для ирригации, водоснабжения и других нужд.

Поплавковые затворы являются эффективными инструментами для регулирования уровня воды в водоемах и защиты от наводнений. Их простое устройство и надежная работа делают их популярным выбором для различных инженерных задач, связанных с водными ресурсами.

Гидравлические шлюзы – это инженерные сооружения, используемые для контроля уровня воды в каналах, реках, портах и других водоемах. Они позволяют регулировать пропускание воды, предотвращать наводнения, обеспечивать нормальные условия судоходства и иные водные потребности. Вот основные принципы их устройства и работы:

Устройство:

Основная конструкция: Гидравлический шлюз состоит из ворот или заслонок, которые могут быть открыты или закрыты для управления потоком воды.

Гидравлические системы: для управления движением ворот используются гидравлические системы, включающие гидравлические цилиндры, насосы, клапаны и трубопроводы. Гидравлический привод обеспечивает подъем и опускание ворот с минимальным усилием.

Механизмы уплотнения: Важной частью гидравлического шлюза являются механизмы уплотнения, которые предотвращают протечки воды между воротами и стенами шлюза.

Принцип работы:

Открытие и закрытие ворот: для открытия или закрытия ворот оператор использует гидравлический привод. Подача жидкости в гидравлический цилиндр создает давление, которое приводит к движению ворот вверх или вниз.

Контроль уровня воды: Гидравлический шлюз может быть установлен с автоматической системой контроля уровня воды. Когда уровень воды достигает определенного значения, система может автоматически открыть или закрыть ворота для поддержания заданного уровня.

Применение:

Защита от наводнений: Гидравлические шлюзы используются для предотвращения наводнений путем регулирования уровня воды в реках и каналах. [4]

Расчеты необходимые для правильной работы сооружений:

Гидравлический расчет: для проектирования инженерных сооружений с переменной пропускной способностью необходимо провести гидравлические расчеты, чтобы определить оптимальные параметры системы. Это включает в себя оценку пропускной способности сооружения при различных уровнях воды и определение необходимого диапазона регулирования.

Статический и динамический анализ: важно также провести статический и динамический анализ сооружения, чтобы убедиться в его прочности и устойчивости к различным нагрузкам, таким как давление воды и внешние воздействия.

Моделирование: Использование компьютерного моделирования позволяет симулировать работу сооружения в различных условиях и оптимизировать его конструкцию для достижения максимальной эффективности и надежности.

Системы мониторинга и предупреждения: Важным компонентом борьбы с паводками являются системы мониторинга и предупреждения, которые позволяют своевременно определять уровень воды в реке и предупреждать население о возможных наводнениях. Это позволяет минимизировать ущерб от стихийных бедствий и повышает общую безопасность региона.

ВЫВОД

Река Уссури протекает через разные районы с различными природными условиями. В этих районах могут быть доступны разные материалы для строительства. В общем, в регионах реки Уссури распространены такие материалы, как камень, древесина, глина, бамбук и песок. Эти материалы используются для различных строительных целей, включая защитные структуры, дома, мосты и другие сооружения, поэтому возведение противопаводковых сооружений с их применением будет наиболее выгодным вариантом при низких затратах на подобные меры. [5]

Применение указанных методов и сооружений на реке Уссури может значительно снизить риск паводков и уменьшить их воздействие на прилегающие территории и население. Однако необходимо учитывать особенности местности, экологические аспекты и потенциальные социальные последствия внедрения таких проектов. Комплексный подход, сочетающий в себе различные технологии и методы, может обеспечить наиболее эффективную защиту от паводков на реке Уссури.

Список литературы:

1. Как бороться с наводнениями и их последствиями. [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://trends.rbc.ru/trends/industry/6627659d9a79477fa44af9b6
2. Методика инженерно-геологических исследований для гидротехнического строительства. Плотины и водохранилища, издательство "онти нктп", 1937г.
3. Поплавковый затвор, Чеплыгин Андрей Иванович, СССР, 1983 г. [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://rusneb.ru/catalog/000224_000128_0001038425_19830830_A1_SU/
4. Конструкции шлюзов-регуляторов с расходами воды от 10 до 150 куб.м/c [Серия 3.820.1-29/91]. Разработано институтом «Укргипроводхоз» [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://gostrf.com/normadata/1/4293808/4293808041.pdf]
5. Научная литература. Путешествие по долине реки Уссури. Маак Р. К., Санкт-Петербург: Тип. В. Безобразова и К°, 1861г.[https://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=70886&razdel=184]