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 прошлой неделе посетил Волжскую ГЭС, где впервые увидел работу судоходного шлюза.
Рассказ про Волжскую ГЭС начну с судоходного шлюза. Волжская ГЭС является средненапорной гидроэлектростанцией руслового типа. В состав основных гидротехнических сооружений входят: здание ГЭС, бетонная водосливная и земляная плотины, судоходные сооружения.
Судоходные сооружения (шлюзы, судоподъемники и др.) – предназначены для подъема или опускания судов с одного уровня воды на другой.
В составе гидроузла две шлюзовые камеры, под номерами 30 и 31.
2. Сухогруз входит в подходной канал.
3. Теплоход с туристами в одной из камер шлюза.
4. Сухогруз «Сормовский 3064» заходит в шлюзовую камеру.
5. По команде из диспетчерской он прижимается к одному из бортов шлюзовой камеры.
6. Створки камеры закрываются под наблюдением сотрудника.
7. Сотрудник шлюза смотрит, чтобы во время закрытия между створок не попал посторонний предмет.
8. Створки шлюзовой камеры закрыты. В шлюзовую камеру начинает поступать вода.
9. Через несколько минут шлюзовая камера заполняется водой.
10. Лишняя вода перетекает в водосброс.
11. Швартовочная команда сухогруза.
12. Вид с диспетчерской башни на верхние камеры шлюза.
13. Нижние камеры шлюзы.
14. Пассажирский теплоход «К.Минин» выходит из верхней шлюзовой камеры.
15. Вид на водоотводный канал нижних шлюзовых камер.
16. В здании межшлюзовой ГЭС, конструктивно являющейся частью гидроузла, но юридически не относящейся к Волжской ГЭС, установлено два поворотно-лопастных гидроагрегата ПЛ30-В-330.
17. Ворота шлюза, общий вес которых составляет 390 тонн.
За полвека здесь было осуществлено почти 423 тысячи шлюзований, через створки главных ворот прошли 950 тысяч судов. Общий объем грузоперевозок превысил 802 миллиона тонн.
Знаете ли Вы как работает шлюз? Как и многие, в общих чертах, я тоже имел представление и даже пару раз проходил шлюзование, находясь на борту метеора. А на прошлой неделе удалось познакомиться с этим процессом поближе и рассмотреть и зафиксировать его с различных point view. Предлагаю и Вам, в начале рабочего дня, сделать небольшую паузу и прогуляться по Нижегородскому шлюзу:
#2. Напомню, что шлюз - это такой лифт для судов, который обеспечивает переход кораблей из верхнего бассейна в нижний. Сейчас мы находимся на входе в шлюзовую камеру со стороны верхнего бассейна:
#3. Одно грузовое судно только что благополучно прошло шлюзование и пошло вверх по Волге:
#4. Но вернемся к шлюзу. Здесь как раз видна разница перепад воды:
#5. Итак. Снизу идут суда, которые нужно поднять и отправить дальше вверх по реке. Для этого, со стороны верхнего бассейна (там где уровень воды выше), ворота закрываются. Из шлюза откачивается вода, чтобы уровень воды в шлюзе и нижнем бассейне сравняются:
#6. Как только уровень сравнялся, открываются нижние ворота шлюза:
#7. И судно заходит в шлюзовую камеру:
#8. Часть персонала в это время спокойно отдыхает
#9. Судно максимально близко подходит к стенке шлюза и в обязательном порядке швартуется
#10. В целях оптимизации, шлюз в "набивают" несколько судов. Первое судно почти готово:
#11. Всем процессом управляют вот из этой башни, давайте пройдем внутрь и посмотри что там:
#12. Неизвестно какого года лифт, в котором двери открываются\закрываются в ручную:
#13. Кстати, вот макет Нижегородского шлюза. Данный шлюз состоит из двух камер, которые работают независимо друг от друга. В левой открыты верхние ворота, а в правой наоборот нижние:
#14. Главный пульт управления шлюзом:
#17. Отсюда мы выходим на "капитанский мостик"
#18. Отсюда можно визуально наблюдать за процессом:
#19. А тем временем в наш шлюз уже зашло ах три судна и нижние ворота начинают закрываться
#20. Как только ворота закрылись, в шлюзовую камеру начинает закачиваться вода, чтобы выравнять уровень воды с верхним бьефом. Весь процесс занимает примерно 20 минут
#21. Как только будет достигнут нужный уровень, эти металлические ворота будут опущены вниз
#22. Механизм для подъема\опускания верхних ворот:
#23. Еще несколько секунд и ворота полностью уйдут вниз под воду:
#24. После этого капитан получает разрешение покинуть шлюз. Общение между капитаном и сотрудником шлюза проходит по рации, на специальной волне
#25. Вообще на шлюзование есть очередь и ждать пока тебя поднимут или опустят можно несколько часов, но пассажирские суда имеют приоритет и их всегда пропускают вперед. Этот теплоход сейчас будет опускаться. Процесс тут обратный: судно заходит с верхнего бассейна, верхние ворота закрываются, вода из шлюза откачивается, открываются нижние ворота и теплоход выходит:
#26. Когда поднимаются верхние ворота, то на них может задержаться рыба. Ту, что побольше сотрудники забирают с собой
#27. А мелкую выкидывают обратно в реку
#28. Добавить в друзья
и следите за новыми фотоотчетами с территорий, куда посторонним вход воспрещен:)
Кстати, пока вы читаете этот пост, мы отправляемся на еще один шлюз, который находится на Чебоксарской ГЭС
Вам слово:
Да, забыла написать, процесс прохода через шлюз абсолютно бесплатный как для больших судов, так и для небольших яхт.
Вам приходилось проходить через шлюз?
Для репоста или лайка используйте кнопки:
Подписались на обновления? [
ШЛЮЗ (правило 18) - гидротехническое сооружение для перехода судов из одного водного бассейна в другой с различными уровнями воды в них. Принципиальная схема шлюза одинакова, но в их устройстве есть некоторые различия. Шлюз состоит из верхней и нижней голов и камеры (рис.14). Стенки шлюза могут быть вертикальными или откосными. Откосные встречаются на небольших шлюзах старых систем. На внутренних водных путях Российской Федерации наиболее часто принимают следующие размеры шлюзов: длина 150-290 м, ширина 18-30 м, глубина на пороге (на входе в шлюз) 3,65-5,50 м. К головам шлюзов примыкают подходные каналы для швартовки судов, ожидающих шлюзования. Головы шлюза делают значительно массивнее, чем камеру, так как вних располагаются ворота в водопроводные устройства.
Наполнение и опорожнение камеры водой происходит самотеком по принципу сообщающихся сосудов при помощи специальных водопроводных устройств без применения насосов. Во время наполнения и опорожнения камеры ворота
Рис.14. Шлюз:
А - верхняя голова; Б - нижняя голова; В - камеры;1 - причалы; 2-подходные каналы;
3 - палы; 4-затвор; 5 - водопровод; 6 - ворота; 7 - шкаф; 8 -порог; h к - глубина на короле
закрыты. В открытом состоянии они входят в специальные ниши - шкафы, чтобы быть заподлицо со стенками камеры и не мешать проходу судов. Система наполнения камер шлюзов может быть головной (сосредоточенной) и распределительной. При головной системе используются водопроводы и затворы или в большинстве случаев наполнение происходит из-под плоских подъемно-опускных ворот. Опорожнение камеры осуществляется через короткие круговые галереи нижней головы. Выходные отверстия водопроводов располагают за воротами друг против друга. Выходящие из противоположных водопроводов потоки воды встречаются и частично гасят свою энергию, что улучшает условия шлюзования судов. При распределительной системе питания шлюза подача воды в его камеру (или сброс при опорожнении) происходит через несколько продольных водопроводных галерей, обычно находящихся в днище шлюза Такая система обеспечивает меньшую продолжительность наполнения, причем одновременно по всей длине камеры, и создает относительно спокойные условия шлюзования судна по сравнению с головной системой. Объем воды, помещающийся в камере шлюза и сливаемый при пропуске судов в нижний бьеф, называют сливной призмой. В современных больших шлюзах объем сливных призм достигает 140-180 тыс.м 3 , а время наполнения и опорожнения камеры составляет обычно 8-15мин на один процесс.
Ворота шлюза могут быть различных систем. Нижние ворота обычно делают двустворчатыми, а верхние - сегментными или плоскими опускными. Для пропуска судов такие ворота опускают в ниши. Порог, к которому примыкают ворота, называют королем шлюза. Глубина в шлюзах для судоходных целей отсчитывается от него. Полезной длиной камеры считается расстояние от нижнего конца шкафной ниши верхних ворот до верхнего конца шкафной ниши нижних ворот. В пределах полезной длины осуществляется расстановка судов для шлюзования.
По числу последовательно расположенных камер шлюзы может быть однокамерным, двухкамерным, трехкамерным и т.д. Однокамерные шлюзы строят для малых и средних напоров, многокамерные - для больших напоров. У таких шлюзов общий напор делится на несколько камер, расположенных последовательно одна за другой. Иногда условия местности не позволяют построить многокамерные шлюзы непосредственно один за другим. Тогда шлюз разделяют судоходным каналом - межшлюзовым бьефом. Длина их различна (до 4 км и более). При больших напорах вместо многокамерных строят однокамерные шлюзы шахтного типа. Камера такого шлюза представляет собой глубокую шахту. Со стороны нижнего бьефа делается глухая стенка, в нижней части которой имеется отверстие для прохода судов, перекрываемое плоским подъемным затвором (напор Усть-Каменогорского ШЛЮЗ на р. Иртыш превышает 40 м). По числу параллельно действующих камер шлюзы могут быть однониточными (один шлюз), двухниточными (два рядом расположенных шлюза) и т.д.
Для удобного захода в шлюз устраивают специальные направляющие сооружения - палы. Они представляют собой свайные кусты, поставленные на определенном расстоянии один от другого, либо деревянные эстакады, стенки или удерживаемые цепями понтоны. Для швартовки судов, ожидающих шлюзования, предназначены причалы, в большинстве случаев представляющие собой железобетонную стенку. Причальные устройства в камере шлюза необходимы в связи с тем, что при наполнении в ней создается беспорядочное течение воды, под воздействием которого судно движется в разные стороны. Для предотвращения аварии судну необходимо надежно ошвартоваться. Причальные устройства в камерах бывают неподвижные и подвижные. К неподвижным относятся причальные тумбы и рымы. Суда крепятся за тумбы при помощи каната, огон (петля) которого надевается на тумбу. По мере наполнения камеры канат подбирают, а при опорожнении, наоборот, потравливают. Неподвижные рымы (рис.15) в стенках камеры устраивают для того, чтобы при подъеме и опускании судна швартовные канаты можно было перекладывать с рыма на рым, когда они не испытывают натяжения. Рымы применяют лишь для учалки малых судов, так как перекладывать канаты больших судов трудно. По высоте камеры рымы располагают не реже чем через 1,5 м. Они имеются и на подходах к шлюзу у причальных стенок.
Если у вас дома есть две стеклянные или прозрачные пластмассовые трубочки да подходящая резиновая трубка, вы можете сделать интересный эксперимент. Вставьте в резиновую трубку две стеклянные с обеих сторон и согните вашу конструкцию в виде буквы U. Налейте в трубочки воды. Как бы вам теперь ни пришлось поднимать и опускать трубочки, вода в них всегда останется на одном уровне. Такие трубочки называют сообщающимися сосудами.
Сколько подобных наблюдений мы могли бы сделать вокруг себя! Вот, например, узбекский крестьянин прокладывает мотыгой путь воде из арыка. Он ловко возводит и разрушает земляные перегородки, направляя воду то в одну выемку, то в другую. И всякий раз вода будет течь до тех пор, пока ее поверхности в соседних выемках не выровняются.
Отличный пример сообщающихся сосудов - шлюзы. Если вам приходилось плавать на речном корабле по большим рекам - Волге, Дону, Днепру, - то вы, конечно, с интересом выбегали на палубу, когда корабль заходил в шлюз. Закрываются огромные ворота. При подъеме мощные насосы закачивают в шлюзовую камеру воду, пока ее уровень не совпадет с уровнем водохранилища. Надо опуститься - воду сбрасывают в нижнее течение реки, и корабль плавно снижается вместе с ней. Ворота открылись, вода на одном уровне - вперед!
Очень часто принцип сообщающихся сосудов используют в фонтанах. Если бак с водой находится выше отверстия присоединенного к нему шланга или трубы, то вода из отверстия будет бить вверх. И тем сильнее, чем больше разность уровней воды в баке и у отверстия. Попробуйте сами сделать подобный фонтан.
Где надо устраивать плотины?
Куда текут реки? Конечно, в озера, моря, океаны. Но можно ответить по-другому - они текут туда, где ниже уровень поверхности Земли. Значит, если мы хотим накопить воды, создатьводохранилище, то нужно реку перегородить. Этим люди занимались издревле, строя дамбы, насыпи, плотины. Со временем возникла целая наука, занимающаяся проектированием и расчетами гидросооружений.
От самой древней плотины, возведенной в Египте примерно 4500 лет назад, до современных циклопических плотин, перекрывших самые крупные реки мира, - огромная дистанция. Просто земляной вал - и гигантская железобетонная перемычка. В нынешних плотинах предусмотрены электростанции, водосливные туннели, регулирующие уровень воды, а также шлюзы для судоходства.
Не всегда места для постройки плотин выбирались удачно. На равнинных реках приходилось затапливать водой огромные площади плодородных угодий, заливать леса и даже переносить села и города. Намного выгоднее строить плотины для гидростанций на высокогорных реках. На них удается получить большой напор воды для вращения турбин, а заливаемые площади - намного меньше.
Правда, огромные массы скопившейся в ущельях воды грозят воздействовать на прочность горных пород. Все эти проблемы лишний раз свидетельствуют о том, насколько важно заранее все точно рассчитать. Чтобы предугадать, какие могут быть последствия таких построек, ученые и инженеры изготовляют модели участков рек и на них проводят эксперименты.
В последние десятилетия появились так называемые приливные гидростанции. Для их работы перегораживают плотиной узкие заливы на берегу океана. Во время прилива и отлива вода, проходя через плотину, заставляет вращаться турбины, производящие электроэнергию.