Spillway

Un preaplin sau deversor de inundații este o structură construită pentru a devia sau a elimina apa reținută în spatele unui baraj pleavă sau fix, înălțimea ar depăși o anumită limită ( de exemplu , creasta structurii).

Istorie

Utilizarea digurilor datează probabil cel puțin de la primele dezvoltări hidraulice majore din antichitate. În Evul Mediu , utilizarea în creștere a morilor de apă , care completează morile de vânt ( vântul pompei ), a implicat controlul fluxului , prin utilizarea de strângere, a pragurilor și a digurilor pentru a absorbi și răspândi brutal posibilele inundații.

În 1715 , fizicianul italian Giovanni Poleni va fi invitat de Senatul de la Veneția să studieze problemele hidraulice legate de irigațiile din Lombardia de Jos și va deveni unul dintre cei mai solicitați experți în domeniu. Numele său a rămas în domeniul hidraulicii ( formula lui Poleni ), în ceea ce privește calculul debitului unui dig ( coeficient de descărcare  (de) ).

Principiu

Un debarcader îndeplinește diferite funcții:

• Trimiteți o „revărsare” de apă către un „braț de descărcare”, pentru a răspândi o inundație atunci când debitul din amonte provoacă o creștere a apei incompatibilă cu capacitatea de absorbție a supapelor sau morilor care primesc această apă.
• Mențineți o înălțime minimă a apei în amonte de un acoperiș (acoperișurile au servit și ca rezervă de apă și pește hrănit de deșeurile de la măcinare și viermi de făină sub morile de apă care produc grâu sau altă făină). Menținerea unei înălțimi semnificative a apei în râul din amonte de deversor a făcut, de asemenea, posibilă utilizarea pietrelor de îngheț (mai puțin costisitoare și mai ușor de tăiat) pentru plute, fundații și partea inferioară și scufundată a zidăriei malului.
• permite un flux de scurgere, deturnând râul atunci când trebuie blocat temporar pentru a-l usca în aval, de exemplu pentru a efectua lucrări (repararea unei plute, a unei supape, a unui perete sau a unui suport pentru roți cu palete .
• unele diguri pot fi proiectate ca o cale de pește .

Deversorul trebuie să îndeplinească un compromis între capacitatea de stocare a rezervorului și capacitatea de evacuare, aceasta din urmă fiind adesea legată de siguranța structurii. În funcție de caz, digurile barajelor pot fi fie libere, fie câștigate. În cazul unui dig liber, caracteristicile de descărcare vor fi determinate de dimensiunile sale și de coeficientul de curgere. Coeficientul de debit al unui dig poate fi variat prin modificarea secțiunii digului (căutând, de exemplu, abordarea unei secțiuni de tip Creager), prin modificarea condițiilor de apropiere a apei (curățarea cu amonte) sau prin modificarea geometria rezervorului (labirint). În cazul unui dig al supapei, legea de funcționare a supapei va reglementa funcționarea digului.

Funcția de control a digului poate fi realizată și prin intermediul sistemului de ridicare fuzibilă. Fuzegatele (numite Fusegate în limba engleză), inventate și brevetate de François Lempérière pentru Hydroplus, o filială a GTM Entrepose, sunt elemente independente plasate pe creasta digului și care funcționează complet autonom. Acestea permit creșterea nivelului de depozitare în amonte de deversor fără a modifica condițiile de siguranță ale structurii în fața inundațiilor. Acestea sunt proiectate în așa fel încât să evacueze inundațiile curente peste creasta lor, limitând în același timp nivelul apei în amonte datorită formei lor de labirint. În cazul unei inundații foarte puternice, nivelul apei va atinge un nivel critic care va permite furnizarea unei structuri de apă curată la fiecare creștere, care va destabiliza elementul și va provoca evacuarea acestuia. Fiecare creștere a siguranței are un nivel de declanșare diferit, care permite ștergerea treptată a perdelei ascendente și face posibilă atenuarea inundației din aval.

Barajul Tucurui , situat în apropiere de orașul Tucurui, în Brazilia , a fost, la inaugurarea sa, a patra cea mai mare plantă din lume hidroelectrică cu 7.960 de megawați (MW) și deversor sale, a „ schi salt de tip“   ( de la , astfel încât să pauză parte a energiei debitului), este cea mai mare din lume cu un debit maxim proiectat de 110.000  m 3 / s . Întregul proiect hidraulic a fost realizat în Brazilia la compania braziliană ENGEVIX, la Rio de Janeiro , sub responsabilitatea lui Andre Balança și a lui Jorge Rios (ingineri hidraulici) care au studiat la Toulouse și , respectiv, la Grenoble .

Clasificarea stăpânilor

Un debarcader poate fi clasificat în funcție de caracteristici diferite. Principalele criterii care influențează fluxul de apă sunt:

• Geometria digului în direcția fluxului: perete subțire, perete gros, geometria creastei deversate.
• Geometria secțiunii: dreptunghiulară, semicerc, prezența obstacolului etc.
• Orientarea digului în raport cu direcția curentului în corpul de apă sau în fluxul din amonte.
• Tipul de debit: inundat, deshidratat sau aderent.

Calculul debitului

Pentru calcularea debitului descărcat, în general folosim formula Kindsvater-Carter, numită și formula standard pentru diguri sau formula Poleni. Acesta ia următoarea formă:

Î=VS×L×H3/2{\ displaystyle Q = C \ times L \ times H ^ {3/2}}

sau:

• Î{\ displaystyle Q} corespunde debitului (m³ / s)
• VS{\ displaystyle C} este un coeficient specific pragului cu valori tipice variind de la 2,6 la 4,1 în conformitate cu criteriile enumerate în paragraful anterior.
• L{\ displaystyle L} este lățimea creastei stăvilarului.
• H{\ displaystyle H} corespunde sarcinii în amonte de creastă.

Poze

• Ei bine, deversor  la Llyn Celyn (ro) .

• Deversor pe canalul Marne-Rin .

• Structură concepută pentru a sparge plăcile de gheață (deversor de sondă)

• Deversor gigant al dezvoltării hidroelectrice Robert-Bourassa .

• Barajul Scrivener din Canberra , Australia , proiectat pentru inundații vechi de 5.000 de ani.

• Barajul Kamuzu din Lilongwe, Malawi , debarcader echipat cu legături fuzibile.

Note și referințe

1. (în) „  Brevete ale inventatorului Francois LEMPERIERE  ” pe patents.justia.com
2. Laborator de construcții hidraulice, hidraulică a structurilor: deversoare , Lausanne, Școala Federală Politehnică din Lausanne (EPFL) , 26  p. ( citiți online [PDF] ) , p.  6
3. „  Măsurarea și calculul fluxurilor de lichide  ”
4. (în) Hidrologic Engineering Center, HEC RAS-Analysis System River: hidraulic Manual de referință versiunea 5.0 , US Army Corps de ingineri ,2016, 547  p. ( citiți online ) , p.  253
5. (de la) Gerhard Bollrich , Technische Hydromechanik: Grundlagen: Gerhard Bollrich , Beuth,1 st ianuarie 2000, 456  p. ( ISBN  978-3-345-00744-6 , citit online )

Vezi și tu

Bibliografie

• Revue Moulins de France, recenzie a Federației Franceze a Asociațiilor pentru Protecția Moulins (FFAM), diverse articole, a se vedea indexul.

Articole similare

• Emisar
• Debord de furtună
• Prag (baraj) , baraj
• Drepturile la apă
• Moara cu apa

linkuri externe

• Acces la peste 100 de articole de cercetare despre miezuri și subiecte conexe ale profesorului Hubert Chanson, Departamentul de Inginerie Civilă, Universitatea din Queensland] (fr)
• Barajul centralei microhidroelectrice de la Chappes (10260) Aube, Champagne-Ardenne.
• Sistem de extensie a siguranței