Как происходит шлюзование судов

Обновлено: 25.04.2024

Шлюзование

Шлюзование в ходе речного круиза
Речные круизы и шлюзование неразрывно связаны. В этой статье мы расскажем Вам, каким образом осуществляется шлюзование в ходе путешествия по реке. Шлюзование заключается в следующем.
На канале или на реке, чтобы повысить уровень воды и увеличить глубину водного пути, ставят ряд плотин. Их возводят на известном расстоянии одну от другой. Русло каждой реки имеет улон, направляющий течение. Плотина преграждает течение реки, подпирает воды и повышает их уровень. Высоту подъема определяют в зависимости от того, какую глубину желают иметь на подпертом участке, при этом учитываются размеры затоплений, которые получаются в результате подъема и разлива реки. Следующую по течению плотину ставят, исходя из таких же расчетов. Подпертые участки реки, которые называют бьефами, располагаются уступами. Уровни воды образуют как бы лестницу с гигантскими водяными ступенями. Такую лестницу называют каскадом. Разница уровней бьефов иногда доходит до 35-40 метров. Вот тут и нужны шлюзы. Около плотин, для пропуска судов из одного бьефа в другой, устраиваются шлюзы. Они ставятся или рядом с плотинами, примыкая к ним, или в стороне от реки, в обходном (деривационном) канале, которым верхний бьеф соединен с нижним. Пропуск судов через шлюзы водного пути Москва – Волга, запроектированного при Петре 1, требовал не менее трех суток, в настоящее время на канале имени Москвы на это требуется три часа. 121 километр по каналу имени Москвы от Московского Северного речного вокзала, до пристани Большая Волга современные круизные теплоходы проходит за десять часов. Подпор воды, получающийся в результате постройки плотин, дает возможность использовать падение воды для вращения водяных турбин. Турбины приводят в движение электрические машины (генераторы).
Перед заходом теплохода в камеру шлюза начальник вахты готовит камеру шлюза. Все операции проходят одним поворотом ключа циклового управления. В ключе три операции:
1. Подготовить. То есть наполнить или опорожнить камеру (автоматически включаются светофоры).
2. Открыть или закрыть камеру. Суда входят или выходят из камеры.
3. Шлюзовать. Операция начинается после ошвартовки судна в камере шлюза.
Опорожнение камеры шлюза происходит по водоводным галереям, количество которых с каждой стороны камеры по 15. Галереи имеют прямоугольное сечение 4х4 м каждая. При опорожнении камеры поднимаются заслонки (на цепях Галя), расположенные в нижних головах шлюза. Сброс воды осуществляется за нижними воротами шлюзов в подходной канал нижнего бьефа. Заполнение камеры шлюза канала имени Москвы осуществляется из отверстия, которое образуется в результате поворота сегментных ворот вокруг оси. Сегмент поднимается и образует щель высотой до 1,8 метра. Поступающая вода ударяется о плиту (устой). В устое – 4 трубы диаметром по 4 метра каждая. Через эти трубы вода и поступает в камеру шлюза. Заполнение камеры происходит за 11 – 12 минут. Вес сегмента 123 тонны. Сегмент подъемно – опускной, при заполнении камеры укладывается в нишу на дне камеры.

В нашей стране в качестве судопропускных сооружений используют шлюзы. Единственный судоподъемник был введен в эксплуатацию в 1976 г. (в створе Красноярского гидроузла).
За последние тридцать лет в СССР сооружено более семидесяти крупногабаритных судоходных шлюзов в створах комплексных и транспортных гидроузлов.а также на трассах межбассейновых судоходных или комплексного назначения каналах. На рис. 1 приведена схема судоходного шлюза. Шлюзы бывают однокамерными и многокамерными, в одну нитку и параллельные. Однокамерные шлюзы успешно работают при напоре до 23 м на нескальных грунтах и до 42 м — на скальных.

Параллельные, или парные, шлюзы строят на водных путях с интенсивным судоходством. Большинство из них двухниточные, возможно строительство и большего количества ниток. Многокамерные шлюзы возводят при значительных напорах или в связи со спецификой грузопотоков. Эксплуатация многокамерных шлюзов сложнее эксплуатации однокамерных, так как растет число операций при шлюзовании и снижается пропускная способность системы. Наибольшее распространение на реках и судоходных каналах СССР получили однокамерные шлюзы.

Однокамерный шлюз состоит из камеры, верхней и нижней голов (рис. 2). В камере шлюза, расположенной между головами, при изменении уровней воды находятся шлюзующиеся суда, составы и плоты. При этом они преодолевают сразу весь перепад (Н) от уровня верхнего бьефа до уровня нижнего бьефа. Камера шлюза ограничивается с боков стенами, на которых размещают причальные устройства в виде стационарных тумб и плавучих рымов для швартовки судов. На всю длину верхней части стен устраивают массивные железобетонные парапеты, которые могут воспринимать ударную нагрузку от шлюзуемых судов и составов. В головах шлюза находятся ворота различной конструкции.

Самая высокая часть днища шлюза называется королем или порогом. Вертикальная грань порога образует стенку падения. Емкость, в которую непосредственно поступает вода из верхнего бьефа в процессе наполнения шлюза, называется камерой гашения энергии. Глубина на верхнем короле шлюза со стенкой падения и дна подходного канала задается исходя из осадки судов, принимаемых на расчетную перспективу с учетом запаса воды под днищем судна от наинизшего динамического уровня воды верхнего бьефа, а также с учетом предвесенней сра-ботки уровня водохранилища.

Нижняя голова отличается от верхней низким расположением короля. Судоходная глубина на нем обеспечивается при наинизшем динамическом уровне воды в нижнем бьефе с учетом возможного понижения его вследствие естественного размыва дна потоком, идущим из водохранилища, и производства землечерпательных работ. В стенах головы проходят водопроводные галереи с затворами для опорожнения камеры. Судоходные отверстия обычно закрываются двустворчатыми воротами, поддерживающими уровень верхнего бьефа в камере. Обе створки ворот при уровне нижнего бьефа, вращаясь на вертикальных осях, заходят в ниши, называемые шкафами, и освобождают отверстия для движения судов. Шлюз оборудован механизмами для открытия и закрытия ворот и затворов галерей, причальными устройствами для швартовки судов и плотов, направляющими палами, сигнализацией и другими устройствами для управления процессом шлюзования.

Типы ворот и затворов. Ворота — одно из важных конструктивных элементов шлюза, от состояния и работы которых зависит выполнение операций по пропуску судов и плотов. Они должны быть надежны в работе и удобны в эксплуатации. В зависимости от назначения и условий работы ворота подразделяются на основные, ремонтные и аварийные. Основные ворота предназначаются для непосредственного выполнения операций по пропуску судов и плотов через шлюз; ремонтные — для закрытия судоходного отверстия при ремонтных работах в подводных частях сооружения; аварийные — для перекрытия потока воды в отверстии в случаях повреждения основных ворот.
В шлюзах в качестве основных применяют различные типы ворот (рис. 3) — двустворчатые, плоские и сегментные, опускные, подъемные, клапанные, откатные, полноповоротные сегментные и др. Конструкция ворот зависит от характера их использования, напора на них и соотношения между полезной шириной камеры b п и высотой ворот h в .

Двустворчатые ворота получили наибольшее распространение. Их применяют на нижних и промежуточных головах, а также на верхних головах с галерейным наполнением, при

По-моему, перепутаны местами ворота сегментного (должно быть 2-е фото) и опускного типа (должно быть 3-е фото)

Высота ворот в зависимости от напора может доходить до 35 м. В открытом положении створки ворот располагаются в нишах устоя головы шлюза.

Плоские подъемно-опускные ворота широко применяют на верхних головах, стенка падения которых превышает высоту ворот. Опускные ворота можно использовать и для наполнения камеры: сначала они поднимаются над порогом для пропуска воды в камеру, а после наполнения камеры опускаются в нишу.
Сегментные ворота, как и опускные, применяют на верхних головах шлюзов со стенкой падения и используют для наполнения камеры. Ворота такого типа могут перекрывать отверстия шириной до 30 м и иметь высоту до 8 м. Они хорошо себя зарекомендовали на шлюзах канала имени Москвы. Их недостаток—необходимость удлинения головы шлюза для их размещения, увеличение объема бетона и стоимости.
Клапанные ворота применяют на верхних головах шлюзов со стенкой падения при галерейном наполнении камеры, при ширине отверстия до 30 м и высоте до 8 м. Ворота такого типа применены на Угличском и Рыбинском шлюзах. Этими воротами трудно маневрировать при отрицательных температурах, при наличии шуги и льда. Поэтому при строительстве новых шлюзов сегментные и клапанные ворота, по существу, не применяются.
Откатные ворота используются в широких шлюзах при сравнительно небольших напорах и при соотношении b п к h в ³ 3: 4. В открытом положении ворота размещаются в боковой нише одного из устоев головы. Применены на Пермском шлюзе.
Полноповоротные сегментные ворота устанавливают на верхних и нижних головах шлюзов с напором до 3 м. Наполнение и опорожнение камеры производятся из-под ворот. Применены они на шлюзах Москворецкой системы.
Для открывания и закрывания наиболее распространенных на шлюзах двустворчатых ворот служат механизмы с различными системами приводов: жесткими в виде рейки или штанги, гибкими — тросовыми и гидравлическими. На механизмах с жестким приводом применяют две различные кинематические схемы — колесную и штанговую.

Затворы водопроводных галерей. Водопроводные затворы шлюзов предназначены для перекрытия системы питания при наполнении-опорожнении камер после окончания всего процесса выравнивания уровней воды. В работе этих затворов особенно важное значение имеет режим их открытия, так как от последнего зависят условия стоянки судов в камере шлюза и подходных каналах. Работа затворов происходит под напором, достигающим иногда значительных величин (до 42 м). Они должны быть рассчитаны таким образом, чтобы беспрепятственно закрывать галерею при любом возможном напоре (в аварийных случаях). Применяют затворы плоские, подъемные, вертикальные, цилиндрические и сегментные, а на верхних головах со стенкой падения — также ворота-затворы. Основные эксплуатационные требования к водопроводным затворам сводятся к следующему: благоприятные гидравлические характеристики наполнения и опорожнения камер и относительная легкость маневрирования при открытии, водонепроницаемость в закрытом состоянии, удобство осмотра и ремонта и главное — надежность в работе.

Системы питания шлюзов. Системой питания или водопроводной системой шлюзов называется совокупность устройств, которые служат для наполнения и опорожнения камер. По способу подачи и выпуска воды из камеры системы разделяются на сосредоточенные и распределительные (рис. 4). При сосредоточенной системе вода подается в камеру или выпускается из нее в одном месте по длине камеры, чаще у верхней и нижней головы, в последнем случае системы питания называются головными. Распределительная система питания бывает простой, при которой вода поступает в камеру через выпуск из основных продольных водопроводных галерей, расположенных в днище или в стенках камеры, и сложной, при которой вода подается в галереи через промежуточные камеры гашения или из основных галерей в систему вспомогательных поперечных галерей и через выпуски в них — в камеры (из камеры вода выпускается в обратном порядке).

Забор воды из верхнего бьефа для наполнения камеры и сброс ее в нижний бьеф для опорожнения могут производиться по двум системам питания: с забором воды непосредственно из подходных каналов и сбросом ее в подходные каналы, а также с забором воды из верхнего бьефа и сбросом ее в нижний бьеф при помощи трубопроводов с водоприемниками и водоспусками, расположенными вне подходных каналов (рис. 5).Применяется также смешанная система питания. Основное конструктивное различие между системами питания состоит в том, что при распределительных системах продольные галереи размещаются в стенах или днищах камер, а при головных — галереи в камерах отсутствуют. Это позволяет облегчить и упростить конструкцию бетонных и железобетонных голов камеры.

Условия и границы применения головных и распределительных систем питания камер, а также забора и выпуска воды при наполнении и опорожнении камер через подходные к шлюзам каналы или в обход их обычно определяются следующими основными требованиями:
- продолжительностью наполнения и опорожнения камер, отвечающей заданной пропускной способности шлюза;
- условиями отстоя и вертикальными скоростями перемещения судов, находящихся в камере шлюза;
- условиями отстоя ожидающих судов и составов в подходных каналах и продольными скоростями течения воды в них;
- строительными затратами;
- лучшей сохранностью элементов шлюза и доступностью их осмотра и ремонта.

По-моему, перепутаны местами ворота сегментного (должно быть 2-е фото) и опускного типа (должно быть 3-е фото)

В источнике (З.А.Шашков «Внутренний водный транспорт СССР. Общий курс») именно так. Оттуда и оцифровал картинку. Но действительно, похоже, что ошибка. Сейчас исправим . Спасибо, Михаил!

Хочется надеяться, что это не последний пост на нашем канале.

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 судового хода, 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 схеме, 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 уже заметно снижается и количество перекатов заметно снижается, а вот плесов (то есть широких и глубоководных участков) увеличивается. Ширина русла увеличивается. 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 весь 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, Городце, 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.

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 палец вверх и подписываемся на наш канал.

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.

Ворота представляют собой металлические щиты, расположенные на обоих концах камеры. Они служат для пропускания и выпускания судов и герметизируют камеру во время переправки кораблей. В подходных каналах обеспечиваются безопасные условия движения и стоянки судов у причальных стенок.

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.

Принцип работы шлюза заключается в следующем: сначала открываются входные ворота, и судно заходит внутрь камеры и швартуется к тумбам. Затем входные ворота закрываются, и открывается перепускной клапан, вызывая падение или подъём уровня воды в камере с находящимся в ней кораблем. Это достигается за счет переливания или перекачивания воды из соседнего резервуара по направлению следования судна. Когда вода достигает необходимого уровня, равного тому, который имеется за выходными воротами камеры, затворы открываются, и судно выходит из шлюза.

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.

При необходимости преодоления значительного напора или перепада воды строят многокамерные шлюзы. Они представляет собой несколько последовательно расположенных шлюзов. В этом случае судно поочередно перемещается по цепочке камер. В Китае на крупнейшем в мире гидроузле «Три ущелья» сооружен пятикамерный шлюз. А в Великобритании на канале Эйвон построен 16-камерный! Такие шлюзы принято называть «лестницами».

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.

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.

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.

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.

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.

Плавучий рым в камере шлюза.

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.

Если понравилась статья - ставим лайки и подписываемся на наш блог.

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).

[ Хотите посмотреть, как математическая модель этого бассейна выглядит? ]
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.

Напомню, 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:

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: