CC BY
8УДК 626.46
A.А. Сазонов, профессор ВГАВТ
B.С. Добровольский, доцент ВГАВТ 603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а
НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ СБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ШЛЮЗОВАНИИ СУДОВ НА МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ ШЛЮЗОВАННЫХ СИСТЕМАХ
В статье рассмотрены некоторые существующие сберегательные технологии применяемые при шлюзовании
судов. Даны предложения по применению таких систем при строительстве второй нитки Волго-Донского
судоходного канала.
В целом ряде случаев строительство новых шлюзованных систем или их модернизация сдерживается нехваткой воды на предполагаемой трассе судоходного канала. Поэтому в ряде случаев трассу канала приходится прокладывать не по кратчайшему пути, а по участкам с максимальным использованием существующих водоемов. Это в большинстве своем приводит к значительному увеличению длины канала и тем самым увеличению стоимости строительства.
В последние годы развернулись активные дебаты о строительстве канала-дублера реки Невы, так как ее пропускная способность в данный момент находится на пределе. Такая же ситуация и на самом ВолгоБалтийском канале. Поэтому рядом специалистов ЛенМорНИИпроекта, Волгобалта, Санкт-Петербургского университета водных коммуникаций (проф. М. Колосов) предложено около семи вариантов строительства канала-дублера Невы.
Не вдаваясь в подробности можно отметить, что все они имеют свои плюсы и минусы. Однако каждый из этих вариантов требует решения проблемы метода снабжения канала водой, необходимой для его работы.
Быстрый рост интенсивности судоходства на юге Европейской части нашей страны с использованием Волго-Донского судоходного канала (ВДСК) так же привел к тому, что пропускная способность ВДСК близка к предельно допустимой. Поэтому здесь также встает вопрос о строительстве дублера этому каналу. По этому поводу в апреле 2010 г. в Ростове-на-Дону прошло соответствующее совещание, где также было предложено несколько вариантов решения этой проблемы. Одним из предложений рассматривался вариант строительства второй нитки канала проходящей параллельно существующему Волго-Донскому каналу. По нашему мнению это было бы самым разумным решением. Однако в этом случае встает серьезный вопрос ее водоснабжения, так как имеющиеся в настоящее время три насосные станции, перекачивающие воду из Цимлянского водохранилища для питания существующего канала, справляются с этим с большим трудом. При выходе из строя хотя бы одной насосной станции, как это было в 2005 г., практически парализуется судоходство на всем канале.
По нашему мнению для стабильного снабжения водой многоступенчатых шлюзованных систем целесообразно применять сберегательные технологии водоснабжения каналов, в том числе с использованием так называемых сберегательных бассейнов. Тем более, что подобный опыт таких технологий имеется, в том числе и на морских каналах. Примером этого может служить проект третьей нитки Панамского морского канала, где предусматривается применение нового типа шлюза со 100% сбережением воды за счет применения сберегательного бассейна. Такой вариант шлюзов со 100% сбережением воды позволяет без дополнительных затрат энергии обеспечить работу канала без проведения мероприятий по дополнительной переброски стока воды для его питания.
Сущность работы шлюзов со сберегательными бассейнами заключается в следующем. Параллельно камеры шлюза строится сберегательный бассейн емкостью не менее сливной призмы. При опорожнении камеры во время шлюзования ее сливная призма сбрасывается не в нижний бьеф, а в сберегательный бассейн, которая вновь используется при наполнении камеры.
При головной системе питания с каждой стороны шлюза обычно устраивают по одному сберегательному бассейну, т.к. при большом числе бассейнов потребуется вести к ним длинные и дорогие водопроводные галереи. Экономия в воде на одно шлюзование в этом случае составляет порядка 40-50%.
При распределительной системе питания вдоль шлюза может быть устроено несколько сберегающих бассейнов, каждый из которых соединен самостоятельно с продольной водопроводной галереей шлюза.
Число наиболее экономичных открытых сберегающих бассейнов, обычно открытого типа, лимитируется условиями расположения их вдоль камеры шлюза. Согласно этим условиям число сберегающих бассейнов не превышает, как правило, 4-6. Экономия в воде на шлюзование в данном случае может достигать 65-75%.
Для большей экономии воды, на шлюзах со значительным напором, иногда устраивают многоярусные закрытые бассейны с обеих сторон шлюза. Однако, при таком решении задачи это ведет к увеличению затрат.
Независимо от числа сберегающих бассейнов каждый из них должен соединяться с камерой шлюза самостоятельной водопроводной галереей, по которой вода поступает к бассейны при его наполнении и
выпускается из него при его опорожнении. Г алерея может перекрываться двумя затворами одностороннего напора, или одним затвором двустороннего напора.
При реализации варианта строительства второй нитки Волго-Донского канала в состав двухниточного шлюза могут входить шлюзы с различными системами питания, которая имеет свои особенности.
В этих случаях при парных двухниточных шлюзах каждая из параллельных камер может быть использована в качестве сберегательного бассейна для другой камеры. При обычно равных размерах обеих камер таким путем можно получить до 30% экономии воды при каждом шлюзовании.
Использование смежных камер парных шлюзов для сбережения воды является целесообразным, так как стоимость устройств для перепуска воды из одной камеры в другую значительно меньше по сравнению со стоимостью отдельно оборудованного сберегающего бассейна.
В отдельных конкретных случаях, например, при авариях, связанных с нарушением нормальной работы водопропускных устройств, использование соединительных галерей параллельных камер шлюза поможет решить возникшие проблемы.
Как правило, шлюзование проходит таким образом, что одна камера наполняется, а другая камера опорожняется, обеспечивая параллельное шлюзование встречных потоков судов, что сокращает время судопропуска. Иначе говоря, предлагается осуществлять сброс воды из одной камеры в параллельную, а не в нижний бьеф, то есть одну сливную призму использовать на два шлюзования.
Для перепуска воды при распределительных системах питания между основными продольными галереями устраивают соединительную галерею, перекрываемую расположенным в межшлюзовом массиве затвором перепуска.
При головной системе питания соединительные галереи обычно выходят в камере гашения верхних голов шлюза.
По нашему мнению высказанные выше предложения необходимо учесть при решении вопроса строительства второй нитки Волго-Донского канала, т.к. местных водных ресурсов в этом регионе недостаточно, а при обеспечении потребностей в воде за счет применения дорогостоящей системы многоступенчатых насосных станций потребует больших затрат электроэнергии.
Рассмотренные выше предложения можно использовать также и при строительстве или реконструкции других шлюзованных систем.
SOME METHODS FOR CONSERVATION TECHNOLOGIES, A MULTI-STEP LOCKING OF VESSELS SLUICE SYSTEMS
V.S. Dobrovolskiy, A.A. Sazonov
The article discusses some existing saving technology used in sluicing courts. Proposals are given on the application of
such systems in the construction of the second-second line of the Volga-Don Canal.
