Цистерна – это элемент водосборного канала, который устанавливается в нижней части канала для рассеивания избыточной энергии воды, уходящей с гребня. Назначение цистерны и различные типы цистерн кратко описаны в этой статье.
Назначение цистерны
Основное назначение цистерны заключается в следующем:
- Защита пола нижележащего этажа от ударов, создаваемых водяной струей/падением.
- Для рассеивания энергии водопада путем создания водяной подушки.
- Для создания обратного потока воды путем установки торцевой стенки для обеспечения удара в цистерне.
Типы цистерн
Цистерны классифицируются на четыре типа в зависимости от типа удара:
1. Вертикальный ударный бачок
В случае вертикальной ударной цистерны, поток из верхнего течения падает
свободно под действием силы тяжести после прохождения гребня и встречает цистерну, предусмотренную на
русло ниже по течению. Если на стороне нижнего течения нет цистерны, то
дно ниже по течению может быть повреждено ударом, создаваемым вертикально падающим
потоком воды.
Цистерна вертикального удара
Для устройства цистерны часть дна ниже по течению до определенной длины заглубляется в грунт, и эта заглубленная часть заполняется водой для создания водяной подушки. Таким образом, когда поток падает с гребня, он сначала встречает водяную подушку, и энергия рассеивается за счет удара, а также направление потока меняется с вертикального на горизонтальное. Цистерна с вертикальным ударом является наиболее эффективной среди других типов цистерн.
Вертикальное воздействие на нижний бьеф
2. Горизонтальная ударная цистерна
Горизонтальная ударная цистерна содержит наклонный ледник обратной кривизны на своем дне. Когда поток воды проходит через гребень, он течет вниз по течению через наклонный ледник. Здесь поток находится в наклонном сверхкритическом состоянии. Когда поток достигает дна наклонного ледника, направление потока меняется с наклонного на горизонтальное, и состояние потока остается сверхкритическим.
Горизонтальная ударная цистерна
В нижней части наклонного ледника сверхкритический поток ударяется о подкритический поток нижележащего водного потока, в результате чего возникает горизонтальный удар, и образуется гидравлический прыжок. В результате образования гидравлического прыжка энергия рассеивается.
Образование гидравлического прыжка в нижней части наклонного ледника
3. Наклонная ударная цистерна
В случае наклонной ударной цистерны, наклонный ледник обеспечивается
для транспортировки потока вниз по течению, но здесь обратная кривизна в нижней части
но здесь обратный изгиб в нижней части ледника отсутствует. Следовательно, образование гидравлического прыжка происходит на самом
и энергия рассеивается.
Но рассеять всю энергию потока воды невозможно, так как поток имеет вертикальную составляющую сверхкритической струи, находясь на леднике. Однако для рассеивания избыточной энергии полезно предусмотреть на наклонной ударной цистерне устройства для придания шероховатости, такие как отбойная стенка, дефлекторы, отбойная стенка, фрикционные часы и т.д.. Но для обеспечения шероховатых устройств длина цистерны должна быть больше.
4. Бачок без удара
Цистерна без удара или безударная цистерна не оказывает гидравлического воздействия. Этот случай может наблюдаться при низких высотах падения каналов или при большом погружении, когда невозможно развить гидравлический прыжок. В таких случаях для рассеивания энергии водного потока на цистерне устанавливаются шероховатые устройства.
Отсутствие воздействия на цистерну из-за падения канала небольшой высоты
- Что такое гидравлический прыжок? Виды и характеристики гидравлического прыжка.
- Классификация каналов на основе различных факторов.
- Испытание бетона отбойным молотком – принцип, процедура, преимущества и недостатки.
- Водопады на каналах – их типы и значение.
- Суэцкий канал: Особенности строительства крупнейшего в мире экономического маршрута.
- Устройства для создания шероховатости и их типы.
- 7 различных типов водосбросов.