Способ очистки и углубления русел рек от донных отложений и устройство для его осуществления

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ зоне размыва, образованной боковыми и передней стенками. Разрыхление слоя наносов производят режущим лемехом. Величину среза и направление движения устанавливают посредством поплавков и струенаправляющих элементов, распределенными по всей длине гибкого связей, причем каждое последующее водостеснительное и разрыхляющее устройство обеспечивает удаление установленной толщины слоя донных отложений. Для осуществления способа очистки и углубления русла рек от донных отложений используют водостеснительные и разрыхляющие устройства,состоящие из струенаправляющих элементов, зоны размыва и режущих лемехов. Водостеснительные и разрыхляющие устройства объединены в группу,соединены друг с другом последовательно,снабжены поплавковыми средствами,соединенными с ними тягами с различной длиной. Режущий лемех каждого устройства из группы расположен с наклоном по направлению к оси движения.(76) Халидуллин Олег Ханышевич Нурушев Мурат Жусыпбекович(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ И УГЛУБЛЕНИЯ РУСЕЛ РЕК ОТ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Полезная модель относится к области гидротехники, в частности к русловой, и направлено на промыв русел малых рек. Способ включает размыв отложений струями воды с последующим уносом потоком мелких фракций. Очистку и углубление русел рек от донных отложений производят перемещением по течению реки группы водостеснительных и разрыхляющих устройств. Группа водостеснительных и разрыхляющих устройств выполнена за счет последовательно соединения устройств гибкими связями. Каждое устройство из группы концентрирует поток воды в Полезная модель относится к области гидротехники, в частности к русловой, и направлено на промыв русел малых рек. Способ включает размыв отложений струями воды с последующим уносом потоком мелких фракций. Известен способ углубления рек путем размыва грунта струями воды подаваемой под давлением при одновременной подаче воздуха к месту размыва( 70158, МПК Е 02 В 3/02, публ. 07.01.1946 г.). В воду, подаваемую под давлением, прибавляют реагент, адсорбируемый грунтом и придающим ему свойства гидрофобности для улучшения транспортирующей способности потока. Известен способ углубления и выправления речного переката передвижным водостеснительным устройством ( 256646, МПК Е 02 В 3/02,публ. 04.11.1969 г.), где водостеснительное устройство для углубления и выправления речного переката, не доходящее до дна реки, выполненное из пленочнотканевых материалов и состоящее из напорного полотнища с поплавком, тросовых соединений и балласта, перемещают посредством судна по руслу водотока к местам размыва донных отложений. Известно плавучее струенаправляющее устройство для углубления дна ( 553325, МПК Е 02 В 3/02, публ. 05.04.1977 г.), выполненное в виде соединенных друг с другом поплавковых гибких герметичных емкостей, заполненных сжатым воздухом. Якорное устройство выполнено из герметичной эластичной емкости, заполненной сжатым воздухом и снабженной пригрузом. Транспортирование устройства к местам промыва речных перекатов осуществляют применением плавсредств. Устройство устанавливают на якорях,затем,выпуская воздух из емкостей последовательно,якоря и рабочий струенаправляющий орган устанавливают в рабочее положение. Под нижней кромкой гибкой завесы оставлена щель, в которую с повышенной скоростью устремляется сжатый речной поток,вызывая при этом интенсивный размыв дна. Известен способ очистки открытого русла от донных отложений ( 1046397, МПК Е 02 В 3/02,публ. 07.10.1983 г.), включающий размыв донных отложений струями воды, подаваемой под давлением с последующим уносом их потоком воды русла,в котором с целью повышения эффективности промыва за счет удаления илистых фракций и экранирования поверхности дна русла песчаными фракциями, в придонном слое потока поддерживают расчетную плотность водогрунтовой смеси, при этом предусмотрены взмучивающие устройства, содержащие энергоемкое оборудование(насосные установки),осуществляющее формирование высоконапорных струй воды для размыва донных отложений. Известен способ гидравлической очистки водотока от наносов и устройство для его осуществления ( 1745814, МПК Е 02 В 3/02,публ. 19.12.1992 г.). Способ включает перемещение водостеснительного устройства в русле вдоль течения воды со скоростью, меньшей скорости потока воды в русле. Водостеснительному 2 устройству придают возвратно-поступательное вертикальное перемещение с обеспечением поочередного истечения воды из-под водостеснительного устройства и перелива воды через него. Устройство для гидравлической очистки водотока от наносов,включающее водостеснительное устройство в виде заполненной балластом емкости и приспособление для его перемещения вдоль русла водотока. Устройство снабжено источником сжатого воздуха,а водостеснительное устройство выполнено в виде полой эластичной замкнутой оболочки, внутри которой размещена замкнутая пневмооболочка,соединенная с источником сжатого воздуха. Известен способ очистки русла реки ( 92008044, МПК Е 02 В 15/00, публ. 20.03.1995 г.). Через гибкие рукава, свободно опущенные на дно реки с плавсредства, подают воду с помощью нагнетательного винта, связанного с авиационным газотурбинным двигателем. Струи воды под давлением размывают донные отложения, которые транспортируются потоком реки вниз по течению. Известен способ очистки глубоких рек и каналов от наносов, включающий расчистку русла реки или канала от осевших на дне наносов, при которой производят взмучивание наносов посредством перемещения по руслу реки или канала плавающих средств с вращающимися винтолопастными устройствами и транспортировку взмученных наносов потоком воды ( 2318952, МПК Е 02 В 3/02, публ. 10.03.2008 г.). Перемещение плавающих средств осуществляют многочисленно по и против направления течения, при этом для обеспечения движения плавающих средств в зависимости от глубины и направления движения изменяют пространственное положение вращающихся винтолопастных устройств. При движении по направлению течения потока плоскость, в которой находятся винтолопастные устройства,устанавливают параллельно дну, а при движении против течения потока - под острым углом к дну,количество перемещений плавающих средств определяют в зависимости от полной длины очищаемого участка и крупности фракций, осевших на дне наносов. Известен способ гидравлического промыва русла и устройство для его осуществления ( 2474642,МПК Е 02 В 3/02, публ. 10.02.2013 г.). Создание в русле скоростей, размывающих и уносящих наносные отложения, при непрерывном процессе промыва по течению,осуществляется из перемещающегося по ходу промыва руслового водохранилища. Русловое водохранилище образовано устройством с функцией водоподпорного сооружения с геометрически изменяемыми плановыми и высотными характеристиками. Способ осуществляется с помощью устройства,выполненного из горизонтального полотнища с установленным на нем балластом, соединенного с напорным полотнищем тросовыми связями с образованием между ними водопропускной щели, вдоль которой на полотнищах закреплены баллоны, регулируемые с помощью заполнителя. Величина открытия щели регулируется перекрывающим ее подвижным полотнищем. Подвижное полотнище прикреплено с помощью стабилизирующих колец к тросовым связям, а по продольным образующим крепится к напорному полотнищу и баллону непосредственно и горизонтальному полотнищу посредством тросовых соединений через закрепленные на нем направляющие кольца. Перемещение устройства по ходу промыва осуществляется за счет маневрирования объемом заполнителя баллона,выполненного с внутренней тросовой диафрагмой,стягивающей его выше средней части и установленного на горизонтальном полотнище в месте соединения его с оттяжками несущего троса управления, определяющего положение устройства в русле водотока. Известен способ очистки и углубления русел рек от донных отложений и устройство для его осуществления (Патент ЕАПО 018312, МПК Е 02 3/02, публ. 30.07.2013). В способе очистки и углубления русел рек от донных отложений размывающим потоком воды, который создается передвижным водостеснительным устройством с струенаправляющими элементами, размывающий поток воды создают путем установки водостеснительного устройства с струенаправляющими элементами на плавающем средстве преимущественно в его донной части. При этом образуется зона размыва под днищем плавающего средства. Плавающее средство перемещают вдоль русла со скоростью,обеспечивающей размыв донных отложений. Предварительно перед очисткой и углублением русла определяют рельеф донных отложений. Неразмытую часть донных отложений разрушают механическим воздействием дополнительных устройств, размещенных на водостеснительном устройстве. Размытые и механически разрушенные донные отложения собирают в плавучие контейнеры, которые после заполнения отделяют от плавающего средства. Водостеснительное устройство со струенаправляющими элементами содержит продольные ребра,закрепленные преимущественно на донной части плавающего средства, струенаправляющие элементы выполнены в виде щитов, установленных на торцевых частях продольных ребер шарнирно с возможностью регулировки зазора между ними. Поверхности ребер, днище плавающего средства, поверхности струенаправляющих элементов образуют полость над поверхностью дна реки. На продольных ребрах установлены дополнительные устройства,направленные в зону размыва, для механического разрушения неразмытой части донных отложений,например режущие устройства в виде лемехов,шнеков или роторов. Режущие устройства в виде лемехов выполнены с обеспечением возможности изменения направления их кромок. Режущие устройства в виде шнеков или роторов снабжены приводами. Приводы шнеков или роторов выполнены в виде лопастей, приводимых во вращение потоком воды. Режущие устройства на продольных ребрах размещены с учетом толщины донных отложений. Наиболее близким техническим решением является способ очистки и углубления русел рек от донных отложений и устройство для его осуществления (Патент ЕАПО 018312, МПК Е 02 3/02, публ. 30.07.2013). Задачей предлагаемого технического решения является разработка группы технических решений,включающей способ очистки и углубления русла реки от донных отложений и устройство для реализации способа, которые расширяют арсенал средств используемых в настоящее время. Поставленная задача решается за счет того, что в способе очистки и углубления русел рек от донных отложений посредством передвижных водостеснительных и разрыхляющих устройств,создающих размывающий водный поток путем концентрации потока и направления его в зону размыва, очистку и углубление русел рек от донных отложений проводят перемещением по течению реки группы водостеснительных и разрыхляющих устройств, последовательно соединенных гибкими связями, каждое из которых выполнено с обеспечением возможности концентрирования потока воды в зоне размыва, образованной прижимом водостеснительных и разрыхляющих устройств к донным отложениям. Разрыхление слоя наносов проводят, например,режущим лемехом с последующим удалением взвеси из зоны разрушения, при этом величину среза и направление движения определяют с помощью поплавков. Каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство обеспечивает удаление установленной для него толщины слоя донных отложений, при этом турбулентный поток поддерживают от каждого последующего по ходу устройства. Перемещение группы водостеснительных и разрыхляющих устройств по течению реки контролируют в зависимости от скорости и глубины размыва для каждого водостеснительного и разрыхляющего устройства. Устанавливают парусность каждого последующего разрыхляющего устройства ниже предыдущего, причем, первое по движению водостеснительное и разрыхляющее устройство направляют по заданной траектории посредством управляемого поплавка или перемещением судна по поверхности реки. Тяговое усилие создают путем изменения парусности ведущего поплавка или судна, а общее торможение всей группы водостесняющих и разрыхляющих устройств обеспечивают путем якорения последнего по ходу водостеснительного и разрыхляющего устройства или с помощью гибкой связи, один конец которой закреплен на берегу. Предварительно перед очисткой и углублением русла реки определяют рельеф донных отложений. Прижим водостеснительных и разрыхляющих устройств к донным отложениям осуществляют путем изменения плавучести устройств, например,заполнением или опорожнением поплавковых средств водой. 3 Устройство для осуществления способа очистки и углубления русла рек от донных отложений выполнено в виде группы водостеснительных и разрыхляющих устройств снабженных поплавковыми средствами, соединенных друг с другом последовательно. Каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство имеет переднюю стенку, две боковые стенки, крышку, режущий лемех, который прикреплен к боковым стенкам снизу, и струенаправляющие элементы. Режущий лемех расположен с наклоном по направлению к оси движения устройства, а крышка выполнена с обеспечением подъема и образования отбойного щита для турбулизации потока с взвешенными частицами от предыдущего водостеснительного и разрыхляющего устройства. Зона размыва выполнена в нижней части передней стенки водостеснительного и разрыхляющего устройства. Каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство, снабженное поплавковым средством,соединено с ним посредством тяг различной длины. Тяги, соединяющие поплавковые устройства с водостеснительными и разрыхляющими устройствами выполнены с обеспечением возможности регулирования длины в зависимости от профиля донных отложений. При одинаковой длине тяг поплавковые средства выполнены с обеспечением возможности заполнения и опорожнения полостей поплавковых средств водой. Заявляемые технические решения представлены на прилагаемых чертежах, где, на Фиг.1 показана схема, раскрывающая осуществление предлагаемого способа очистки и углубления русла рек от наносов группой устройств Фиг.2 показано одно устройство из группы для осуществления предлагаемого способа очистки и углубления русла рек от наносов. Устройство для осуществления способа очистки и углубления русла рек от донных отложений выполнено в виде группы водостеснительных и разрыхляющих устройств,снабженных поплавковыми средствами, соединенных друг с другом последовательно. Каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство 1 имеет переднюю стенку 2, две боковые стенки 3 и 31, крышку 4,режущий лемех 5, который прикреплен к боковым стенкам 3 и 31 снизу, и струенаправляющие элементы 6. Режущий лемех 5 расположен с наклоном по направлению к оси движения устройства 1, а крышка 4 выполнена с обеспечением подъема и образования отбойного щита 7 для турбулизации потока с взвешенными частицами от предыдущего водостеснительного и разрыхляющего устройства 1. Зона размыва 8 образована в нижней части передней стенки 2 водостеснительного и разрыхляющего устройства 1. Каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство 1,снабженное поплавковым средством 9, соединено с ним посредством тяг 10 различной длины. Тяги 10,соединяющие поплавковые средства 9 с водостеснительными и разрыхляющими 4 устройствами 1 выполнены с обеспечением возможности регулирования длины в зависимости от профиля донных отложений. При одинаковой длине тяг 10 поплавковые средства 9 выполнены с обеспечением возможности заполнения и опорожнения полостей поплавковых средств 9 водой. При размещении водостеснительного и разрыхляющего устройства 1 в рабочей зоне на отложениях непосредственно под передней стенкой 2 образуется зона размыва 8. Режущий элемент в виде лемеха 5, закрепленный к боковым стенкам 3 и 3,1 расположен с наклоном к оси движения. Водный поток (изображен в виде линий), размывает отложения в зоне размыва 8. Размытые отложения (изображены в виде точек) выносятся наружу из зоны размыва 8. Водостеснительные и разрыхляющие устройства 1 выполнены утяжеленными и в тоже время подвешены к поплавковым средствам 9. Они свободно перемещаются по течению, каждое на своей заданной глубине. Глубина погружения задается подачей воздуха или воды в полость поплавкового средства 8 или изменением тяг. Ориентация обеспечивается боковыми вертикальными стенками 3. При появлении наносов,передняя стенка 2 упирается в наносы и устройство 1 останавливается. В полости водостеснительного и разрыхляющего устройства 1 посредством струенаправляющих элементов 6 образуется усиленный поток воды, направленный в переднюю стенку 2. Поток воды от передней стенки 2 врезается в зону размыва 8. Смытые частицы донных отложений выносятся потоком из зоны размыва 8. Очистку и углубление русел рек от донных отложений производят перемещением по течению реки группы водостеснительных и разрыхляющих устройств. Каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство обеспечивает удаление установленной для него толщины слоя донных отложений, при этом турбулентный поток поддерживают от каждого последующего по ходу устройства. Положение поплавков 9, водостеснительных устройств 1 и струенаправляющих элементов 6 переменчиво относительно гибких связей 10. Водостеснительные и разрыхляющие устройства 1 устройства могут быть выполнены утяжеленными и одновременно они подвешены к поплавковым средствам 9,которые обеспечивают перемещение на заданной глубине. Перемещение группы водостеснительных и разрыхляющих устройств по течению реки контролируют в зависимости от скорости и глубины размыва для каждого водостеснительного и разрыхляющего устройства. Устанавливают парусность каждого последующего разрыхляющего устройства ниже предыдущего, причем, первое по движению водостеснительное и разрыхляющее устройство направляют по заданной траектории посредством управляемого поплавка или перемещением судна по поверхности реки. Тяговое усилие создают путем изменения парусности ведущего поплавка или судна, а общее торможение всей группы водостесняющих и разрыхляющих устройств обеспечивают путем якорения последнего по ходу водостеснительного и разрыхляющего устройства или с помощью гибкой связи, один конец которой закреплен на берегу. Предварительно перед очисткой и углублением русла реки определяют рельеф донных отложений. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Способ очистки и углубления русел рек от донных отложений передвижными водостеснительными и разрыхляющими устройствами с поплавковыми средствами,создающими размывающий поток воды путем концентрации потока и направления его в зону размыва, отличающийся тем, что очистку и углубление русел рек от донных отложений проводят перемещением по течению реки группы водостеснительных и разрыхляющих устройств,последовательно соединенных гибкими связями,каждое из которых выполнено с обеспечением возможности концентрирования потока воды в зоне размыва,образованной прижимом водостеснительных и разрыхляющих устройств к донным отложениям, разрыхление слоя наносов проводят режущим лемехом с последующим удалением взвеси из зоны разрушения, при этом величину среза и направление движения определяют с помощью поплавков и струенаправляющих элементов, распределенных по всей длине гибких связей, причем каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство обеспечивает удаление установленной для него толщины слоя донных отложений, при этом турбулентный поток поддерживают от каждого последующего по ходу устройства,перемещение группы водостеснительных и разрыхляющих устройств по течению реки контролируют в зависимости от скорости и глубины размыва для каждого водостеснительного и разрыхляющего устройства,устанавливают парусность каждого последующего разрыхляющего устройства ниже предыдущего,причем, первое по движению водостеснительное и разрыхляющее устройство направляют по заданной траектории посредством управляемого поплавка или перемещением судна по поверхности реки, а тяговое усилие создают путем изменения парусности ведущего поплавка или судна, а общее торможение всей группы водостесняющих и разрыхляющих устройств обеспечивают путем якорения последнего по ходу водостеснительного и разрыхляющего устройства или с помощью гибкой связи, один конец которой закреплен на берегу. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно перед очисткой и углублением русла реки определяют рельеф донных отложений. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что прижим водостеснительных и разрыхляющих устройств к донным отложениям осуществляют путем изменения плавучести устройств, например,заполнением или опорожнением поплавковых средств водой. 4. Устройство для осуществления способа очистки и углубления русла рек от донных отложений, отличающееся тем, что устройство для осуществления способа выполнено в виде группы водостеснительных и разрыхляющих устройств,снабженных поплавковыми средствами,соединенных друг с другом последовательно,причем каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство имеет переднюю стенку, две боковые стенки, крышку, режущий лемех, который прикреплен к боковым стенкам снизу, и струенаправляющие элементы, причем режущий лемех расположен с наклоном по направлению к оси движения устройства, а крышка выполнена с обеспечением подъема и образования отбойного щита для турбулизации потока с взвешенными частицами от предыдущего водостеснительного и разрыхляющего устройства. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что зона размыва выполнена в нижней части передней стенки водостеснительного и разрыхляющего устройства. 6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что каждое водостеснительное и разрыхляющее устройство, снабженное поплавковым средством,соединено с ним посредством тяг различной длины. 7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что тяги, соединяющие поплавковые устройства с водостеснительными и разрыхляющими устройствами,выполнены с обеспечением возможности регулирования длины в зависимости от профиля донных отложений. 8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что при одинаковой длине тяг поплавковые средства выполнены с обеспечением возможности заполнения и опорожнения полостей поплавковых средств водой.