водный шлюз что это
Как это работает? | Cудоходный шлюз
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.
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.
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.
Как устроен шлюз и зачем он нужен?
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.
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 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.
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, 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.
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.
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.
Надеемся, что смогли в статье ответить на большую часть вопросов, относительно того – зачем нужны шлюзы и как они работают.
Как устроен шлюз
Путеводитель
Путеводитель «Волга, Кама, Ока, Дон»
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.
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!
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.
Водный шлюз что это
Полезное
Смотреть что такое «ШЛЮЗ» в других словарях:
шлюз — шлюз, а … Русское словесное ударение
шлюз — шлюз, а … Русский орфографический словарь
шлюз — шлюз/ … Морфемно-орфографический словарь
ШЛЮЗ — (нем.). Приспособление в плотине для удержания и пропуска воды, смотря по надобности. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ШЛЮЗ нем. Schlense. Плотина, замедляющая течение воды. Объяснение 25000… … Словарь иностранных слов русского языка
шлюз — межсетевое сопряжение Оригинальный термин Интернета, сейчас для обозначения таких устройств используется термин маршрутизатор (router) или более точно маршрутизатор IP. В современном варианте термины «gateway» и «application… … Справочник технического переводчика
Шлюз — (голл. sluis, нем. Schleuse, от лат. excludo исключаю, отделяю * a. sluice, sluice box, air lock; н. Schleuse; ф. ecluse, sas; и. canalon alargado rectangular inclinado) в горном делe наклонный узкий и длинный жёлоб прямоугольного сечения … Геологическая энциклопедия
ШЛЮЗ — ШЛЮЗ, гидротехническое сооружение, обеспечивающее судоходность рек или каналов в тех случаях, когда между местностями, по которым они протекают, имеется перепад уровней. Обычно шлюз состоит из двух заслонов, перегораживающих водоток, и устройств … Научно-технический энциклопедический словарь
ШЛЮЗ — и (старин., обл.) слюз, слюза, муж. (нем. Schleuse). 1. Сооружение на реке или канале для пропуска судов при разном уровне воды на пути их следования, состоящее из одной или нескольких камер с водонепроницаемыми перегородками (тех.). Однокамерный … Толковый словарь Ушакова
Шлюз — аппаратно программный комплекс: функционирующий на прикладном уровне модели OSI; и передающий данные между несовместимыми прикладными программами или между сетями, использующими различные протоколы. По английски: Gateway Синонимы: Шлюз приложений … Финансовый словарь
ШЛЮЗ — ШЛЮЗ, а, муж. 1. Сооружение на реке, канале для пропуска судов при разном уровне воды на пути их следования, состоящее из камеры (камер) с воротами. Судоходный ш. 2. Устройство из изолирующих перемычек с лазом (люком) для перехода из одного… … Толковый словарь Ожегова
шлюз — а; м. 1. Гидротехническое сооружение между водоёмами с различными уровнями воды, позволяющее переводить суда из одного водоёма в другой. Однокамерный ш. Судоходный ш. Шлюзы канала. Теплоход проходит шлюзы. 2. Отверстие с затвором в плотине для… … Энциклопедический словарь
Основная информация о судоходных шлюзах
Сетевой шлюз что это
Сетевой шлюз (Gateway — на англ.) — это маршрутизатор или какое-либо программное обеспечение, которое позволяет двум и более независимым сетям с разными протоколами обмениваться между собой данными. Так, например, дает возможность узлу из локальной сети (ЛВС) выйти в глобальную паутину.
Занимается конвертацией протоколов одного типа физической среды в другой. Т.е. по сути дает возможность связываться и передавать данные между собой несовместимым сетям с разными протоколами.
Виды:
Т.е. это может быть аппаратное решение или программное обеспечение. В любом случае, они будут выполнять одни и те же функции.
Интересно! Обычной роутер — это и есть один из примеров аппаратных решений.
Видео
Преимущества и недостатки использования
Соединение с использованием программного обеспечения имеет следующие положительные стороны: • подключение осуществляется очень быстро. IP –маршрутизация быстро считывает хранящуюся информацию и открывает доступ к подключению сети; • происходит регулярная проверка личных данный пользователя. Это в первую очередь пароль и логин. Такие функции позволяют сохранить информацию от других пользователей; • пользователь может самостоятельно настраивать свой трафик; • используя несколько сетевых карт, каждое устройство настраивается автоматически; • если используется несколько сетей, программа выбирает наиболее быстрый который позволяет подключаться к адресу за короткое время. К недостаткам интерфейса относится то, что часто шлюз подвисает в результате чего у пользователей при попытке зайти в сеть отображается ошибка.
Для чего нужен основной шлюз в локальной сети
Основной шлюз, используемый в локальных сетях, может быть двух типов:
У всех вышеперечисленных разновидностей шлюзов одинаковое назначение — конвертация передаваемых данных. Также они используются в качестве дополнительных указателей, с помощью которых осуществляется обмен данными между сетевыми устройствами.
Основной шлюз можно использовать, чтобы узнать IP адрес роутера. Дело в том, что они напрямую взаимосвязаны между собой. Адрес шлюза зачастую такой же, как и у используемого интерфейса маршрутизатора, который отвечает за подключение ПК к сети.
К одному сетевому шлюзу можно одновременно подключать несколько устройств
Сетевой шлюз нужен и для повышения эффективности IP-маршрутизации. Используя данную технологию, удается повысить надежность подключения к сети. Все узлы, используемые при работе с сетью, опираются на информацию из шлюзов. Благодаря этому повышается скорость передачи данных между сетевыми устройствами.
Дополнительная информация! Некоторые люди хотят передавать данные напрямую, без использования шлюзов. Для этого придется в параметрах подключения к сети вручную прописывать IP-адрес устройства. Если этого не сделать, вся информация будет отправляться через шлюзный узел.
Условно историю строительства шлюзов можно разделить надва периода:
Ⅰ (до начала XX в.) — строительство шлюзов на каналах, вызванное прокладкой последних (только для обеспечения судоходства); основными материалами для строительства служили древесина и камень; Ⅱ (с начала XX в. по настоящее время) — строительство речных шлюзов в составе других гидротехнических сооружений для использования водных ресурсов и энергии (водохранилища, гидроэнергетика и т.д.), основные материалы, применяемые в строительстве — бетон, железобетон, металл (на ряде сооружений Нидерландов и США примерно 5 лет назад начали использовать композитные материалы). Ниже приведена краткая хронология значимых событий в области развития мирового шлюзостроения, дополняющая приведенную выше информацию: 1398 г. — окончание строительства канала Штекниц от Лауэнбурга на Эльбе до Любека с 17 полушлюзами; 1439 г. — первый камерный шлюз у Виаренны в Навиглио Гранде (построен инженерами Филлипс из Модены и Фиораванте из Больньи); 1497 г. — Леонардо да Винчи в своих книгах эскизов дал изображение камерного шлюза с одностворчатыми поворотными воротами, оборудованными затворами для наполнения и опорожнения камеры; 1694 г. — первое применение двустворчатых ворот на Берлинском шлюзе; 1704 г. — завершение строительства Вышневолоцкого канала; 1750 г. — попытка шведских инженеров Польхема и Эльвиуса построить 3 шахтных шлюза для преодоления падения около 34 м у Трольхёттана; 1810 г. — окончание строительства Мариинского водного пути от Петербурга до Рыбинска с 36 шлюзами на протяжении пути 1133 км; 1822 г. — замена деревянных шлюзовых ворот чугунными на канале Клодниц; 1825 г. — окончание строительства канала Эри от Буффало до Олбани (США) с 36 шлюзами на протяжении пути 567 км; 1862 г. — впервые применены клапанные ворота на канале Эри (США); 1880 г. — впервые применены цилиндрические затворы на шлюзе Бургвердер в Бреслау; 1906 г. — впервые в Германии применены подъемные ворота на двухниточном шлюзе Малый Махнов на канале Тельтов; 1915 г. — завершение строительства Панамского канала. 
В настоящее время судоходные шлюзы эксплуатируются во многих странах, в том числе США, Канаде, Германии, Китае, Польше, Белоруссии, Украине, Франции, Бельгии, Нидерландах и т.д.
Использование шлюзов в каналах
При строительстве первых искусственных каналов, возводимых, как правило, на довольно плоских,негористых участках местности, их инженеры и строители предпочитали строить обводы в случае попадания на пути канала холмов, либо низин. Однако, удлинение канала влекло за собой чрезмерное удорожание его строительства и увеличивало длительность прохождения по нему судна. Для решения этой проблемы стали применяться шлюзы. Далее, по мере усовершенствования технических знаний и возможностей, для прохождения препятствий стали применяться всё новые решения: акведуки, туннели, дамбы. И в каждом из таких сооружений продолжили использовать шлюзы, ставшие с тех времён и по сей день неотъемлемой частью практически любого гидросооружения.