Как работает судоходный шлюз? Водный шлюз Зачем нужны шлюзы на каналах

Для соединения двух разных компьютеров информация должна пройти 7 уровней шифрования и столько же - декодирования. Рассматривать их все очень долго, поэтому внимание будет уделено исключительно одной составляющей - шлюзам. Чем они являются, с помощью чего функционируют, каких видов бывают и мное другое будет рассмотрено в рамках статьи. Для полноты понимания параллельно немного будет затронута тема маршрутов. Исключительно чтобы лучше разобраться с передачей данных.

Сетевые шлюзы и маршруты

Допустим, есть одна машина, которая ищет в сети определённый компьютер. С помощью этого небольшого примера мы и выясним, что такое шлюзы. Необходим механизм описания, в котором предусматривается, как будет совершена подобная Он называется маршрутизацией. Задают его с помощью «адреса назначения» и «сетевого шлюза». Причем для достижения необходимой точки используется определённый инструмент. Вот что такое шлюзы и как они работают в составе информационных сетей. Может быть три типа адресов:

1. Отдельный хост.
2. Подсеть.
3. Маршрут по умолчанию. Используется, когда не могут быть применены два первые варианта.

Также есть три типа шлюзов:

1. Отдельные хосты.
2. Подключения.
3. MAC-адреса.

Маршруты по умолчанию

Немного отвлечёмся от темы для понимания работы шлюза. Внимания заслуживает каждый адрес. Но это отдельная тема, поэтому рассмотрим только базис. Когда локальная система испытывает необходимость в установлении соединения с удалённым хостом, происходит обращение к для определения, существует ли он. Если цель находится в какой-то подсети, может создаваться подключение к ней, чтобы обеспечить передачу данных. Если ни один из известных маршрутов не может подойти, используется установленный по умолчанию. Это специально предусмотренная возможность, в которой используется особый тип сетевого шлюза (единственный присутствующий в системе), который помечен флагом С. Указывается машина, имеющая прямое подключения к общемировому сети (в роли таких объектов могут выступать провайдеры), с надеждой, что конечного получателя всё же получится найти. Это принцип передачи данных, который позволяет понять, что такое шлюз в сети, и какое важное значение он имеет для обмена информацией.

Хосты с двойным подключением

Это довольно интересный тип организации передачи данных, поэтому эмулятору в качестве исключения будет уделено немного внимания. С технической точки зрения, любая машина, которая выполняет функции сетевого шлюза, может рассматриваться как хост, обладающий двойным подключением. На практике этот термин может также использоваться, чтобы описывать компьютеры, находящиеся в двух разных местах. Так, для каноничного случая необходимо, чтобы машина имела два адаптера Ethernet, и каждый из них имел свой адрес в разных подсетях. Сократить список этих требований может помочь использование алиасов в ifconfig(8). Как бы ни было всё реализовано, рассматриваемая машина определяется в качестве шлюза, который может использоваться, чтобы войти в другую подсеть. Такая схема воплощения является очень полезной в случаях, когда создаётся система безопасности, фильтрующая пакеты и выполняющая функции брандмауэра в одном или двоих направлениях. Сложно? Но тем не менее это ответ на вопрос «что такое шлюз интернета».

Работа шлюза

Сетевой шлюз - это обычная система, благодаря которой осуществляется пересылка пакетов с одного подключения на другое. Что отправить информацию, ему необходимо "знать", что и куда следует переправить. При простой организации сети можно использовать которые будут знать и помнить каждый шлюз. Для более сложных вариантов используются различные коммерческие продукты и вспомогательные приборы (роутеры, маршрутизаторы, серверы). Когда приходит информация из одной сети (компьютера), он обрабатывает полученные данные, при необходимости может поменять протокол кодирования, чтобы получатель смог ознакомиться с полученным сообщением. Когда шлюз получает информацию, он проверяет, кому она предназначается. Если адрес верный, происходит передача в соответствующую часть компьютера и происходит считывание данных. В случаях, когда получатель кто-то другой, информация идёт далее. Как узнать своего компьютера? Для этого необходимо зайти в свойства подключения, где показан этот параметр.

Заключение

Вот мы и разобрали, что такое шлюзы и зачем они нужны. Напоследок можно сказать, что при желании собственноручно поработать с ними с точки зрения программных аспектов, при должном изучении данного вопроса проблем возникнуть не должно. Они будут только, если вы полезете смотреть, что и как устроено на аппаратной составляющей, и при желании собрать/разобрать. Это не в последнюю очередь из-за сложности оной. Поэтому при желании настроить работу компьютера достаточно будет проработать вопросы, которые относятся к программной настройке данных устройств. Надеемся, что больше вопросов, что такое шлюзы, не осталось.

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.

Взят у dervishv в Судоходный шлюз Волжской ГЭС

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите пишите мне - Аслан ([email protected] ) Лера Волкова ([email protected] ) и Саша Кукса ([email protected] ) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта http://bigpicture.ru/ и http://ikaketosdelano.ru

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс , где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.

Жми на иконку и подписывайся!

Судоходными шлюзами называются напорные гидротехнические сооружения, при помощи которых суда преодолевают сосредоточенные падения уровней воды на гидроузлах при переходе из одного бьефа в другой.

Основными конструктивными частями судоходного шлюза являются: верхняя и нижняя головы; расположенная между ними камера; верхний и нижний подходные каналы, примыкающие к соответствующим головам шлюза (рис. 12.1).

Рис. 12.1. Схематический план шлюза:

1 – верхний подходной канал; 2 – верхняя голова; 3 – камера шлюза; 4 – нижняя голова; 5 – нижний подходной канала: 6 – направляющие палы; 7 – причальная стенка.

Головы шлюза поддерживают разность уровней воды между бьефами и камерой при ее наполнении и опорожнении. На них размещается оборудование, предназначенное для осуществления процесса шлюзования. В камере шлюза, ограниченной с боков стенами, находятся суда при их шлюзовании. На стенах камеры размещаются устройства в виде тумб, а по высоте – плавучие рымы, за которые швартуются суда.

Подходные каналы, примыкающие к головам шлюза, имеют размеры, обеспечивающие расхождение судов при входе в камеру и выходе из нее, а также безопасные условия стоянки судов, ожидающих шлюзования у причальных стенок. Для обеспечения плавного входа судов в отверстия голов шлюза устраиваются направляющие палы, которые имеют в плане вид криволинейных стен.

Наиболее широкое применение, благодаря простоте конструкций и экономичности, нашел тип шлюза с наполнением камеры из-под плоских подъемно-опускных ворот (рис. 12.2).

Отверстие между стенами верхней головы закрывается воротами в виде металлического щита, который поднимается на определенную высоту для наполнения камеры шлюза. При подъеме ворот вода из верхнего бьефа поступает в камеру через отверстие, образуемое нижней кромкой ворот и порогом. После выравнивания уровней воды в камере и верхнем бьефе ворота опускаются вниз, освобождая отверстие для прохода судов. Самая высокая часть днища головы называется порогом. Вертикальная грань порога образует стенку падения. Емкость, в которую непосредственно поступает вода из верхнего бьефа при наполнении камеры шлюза, называется камерой гашения энергии потока. В пределах камеры гашения располагаются экран корытообразной формы, обеспечивающий соударение падающей струи и направление ее на стенку падения, который опирается по ширине шлюза на два раздельных бычка, гасительный колодец и балочная распределительная решетка, предназначенная для выравнивания скоростей потока по глубине после выхода в камеру шлюза. Камера шлюза по длине состоит из отдельно стоящих секций, длиной по 20-30 м каждая, разделенных между собой температурно-осадочными швами.

Отверстие между стенами нижней головы закрывается двустворчатыми воротами, которые в закрытом положении поддерживают уровень верхнего бьефа в камере. При установлении в камере уровня нижнего бьефа, створки ворот, вращаясь на вертикальных осях, заходят в ниши (шкафы) и освобождают отверстие для пропуска судов из камеры шлюза в нижний подходной канал. Опорожнение камеры осуществляется через короткие обходные водопроводные галереи, расположенные в стенах нижней головы. Галереи опорожнения снабжены рабочим затвором и двумя ремонтными затворами.

Шлюз оборудован механизмами для открытия ворот и затворов, причальными устройствами для швартовки судов, предохранительными устройствами для защиты ворот от навала судов и другими приспособлениями. Для изоляции шлюза и отдельных его частей от бьефов, на случай осмотра и ремонта перед головами шлюза предусмотрены ремонтные ворота. На верхних головах часто устраивают аварийно-ремонтные или аварийные затворы, которые могут перекрывать судоходное отверстие в процессе наполнения камеры при возникновении на шлюзе аварийных ситуаций.

Процесс пропуска судов из одного бьефа в другой состоит из отдельных операций и может осуществляться в одностороннем (при наличии судов одного направления) или двухстороннем порядке. Так, для пропуска судов из нижнего бьефа в верхний при одностороннем движении, в камере должен быть установлен уровень нижнего бьефа, открыты ворота нижней головы и дан разрешающий сигнал светофора на вход судов из нижнего подходного канала в камеру шлюза. После входа судов в камеру нижние ворота закрываются, суда швартуются к причальным устройствам и подают сигнал о готовности. При подъеме верхних ворот на определенную высоту камера заполняется водой. По мере наполнения камеры вместе с уровнем воды поднимаются и суда. Когда уровень в камере сравняется с уровнем верхнего бьефа, ворота верхней головы открываются, на судах отдаются швартовые и по разрешающему сигналу светофора они выходят из камеры шлюза в верхний подходной канал. Шлюзование судов из верхнего бьефа в нижний производится в обратной последовательности.

В зависимости от числа последовательно расположенных камер шлюзы подразделяется на однокамерные и многокамерные , а по числу параллельно расположенных камер – на однониточные и многониточные .

В однокамерном шлюзе (см. рис. 12.2) суда преодолевают весь напор на гидроузле в одной камере. Однокамерные шлюзы нашли самое широкое распространение не только в России, но и за рубежом. Иногда, для уменьшения объема сливной призмы V сл и сокращения времени шлюзования одиночных судов, однокамерные шлюзы могут возводиться с проме

Рис. 12.3. Схемы шлюзов:

а – продольный разрез однокамерного шлюза с промежуточной головой; б – продольный разрез шлюза шахтного типа; в – продольный разрез трехкамерного шлюза; г – план шлюза со сберегательными бассейнами; д – план двухниточного шлюза; 1 – верхние ворота; 2 – средние ворота; 3 – нижние ворота; 4 – забральная стенка; 5 – сберегательные бассейны; 6 – затворы; V сл – сливная призма

Если напор разбит на несколько равных частей и суда преодолевают его последовательно в нескольких камерах одного шлюза, то такой шлюз называется многокамерным или многоступенчатым (рис. 12.3, в). В отличие от однокамерного шлюза, многокамерный шлюз имеет промежуточные головы, сопрягающие две смежные камеры. На промежуточных головах величина напора удваивается тогда, когда одна камера наполнена, а нижележащая опорожнена. При шлюзовании судов в многокамерных шлюзах объем сливной призмы уменьшается пропорционально числу камер, но увеличивается время шлюзования. Для уменьшения затрат на шлюзование и увеличения пропускной способности шлюзов применяются серийные шлюзования, заключающиеся в пропуске судов в порядке одностороннего движения из верхнего бьефа в нижний, а затем наоборот. Многокамерные шлюзы возводятся на водных путях с небольшим судооборотом и при необходимости уменьшения напора на отдельную камеру по технико-экономическим соображениям, а также с учетом геологических и водохозяйственных условий.

Для экономии расходуемой воды при шлюзовании и с целью уменьшения влияния волновых явлений, возникающих при наполнении и опорожнении камеры, устраиваются шлюзы со сберегательными бассейнами (рис. 12.3, г). Они чаще всего строятся на судоходных каналах. Рядом с камерой шлюза (слева и справа) возводят открытые или закрытые бассейны, которые забирают воду из камеры при ее опорожнении и отдают обратно при наполнении. Каждый бассейн соединен с камерой шлюза при помощи водопроводов, снабженных затворами. Чаще всего строят шлюзы с тремя сберегательными бассейнами, так как большее их число дает малое приращение экономии воды и вызывает удорожание строительства шлюза. Шлюзы со сберегательными бассейнами требуют при их возведении выполнения больших объемов работ, сложного оборудования, обладают меньшей пропускной способностью и поэтому в нашей стране не строились. Их применение может быть обосновано при строительстве судоходных каналов в засушливых районах и для больших по размерам судоходных шлюзов. Самыми крупными в мире шлюзами со сберегательными бассейнами являются новые шлюзы Панамского канала, строительство которых начато в 2009 г. и будет завершено в 2014 г. (к 100-летнему юбилею канала). Проектом реконструкции канала предусмотрено возвести два трехкамерных шлюза (один – со стороны Атлантики, а второй – со стороны Тихого океана) с размерами камер 420 м в длину, 60 м в ширину и 18 м в глубину, рассчитанными на пропуск расчетного судна класса “постпанамакс” водоизмещением свыше 300 000 кН).

На водных путях с интенсивным судоходством рядом друг с другом строят несколько шлюзов, которые называют многониточными. Чаще всего в одном своре располагают два шлюза, называемые двухниточными или парными (рис. 12.3, д). Парные шлюзы удобны в эксплуатации, позволяют экономить сливную призму (при устройстве системы питания с перепуском воды из одной камеры в другую) и при необходимости периодически осуществлять очистку камер от затонувшей древесины, а также мелкие ремонтные работы.

Существуют также шлюзы, которые кроме пропуска судов могут выполнять и другие функции, например, пропускать без размывов расход воды из верхнего бьефа в нижний. Такой шлюз является не только судоходным, но и водопропускным, получив название шлюза-водосброса. Шлюзы водосбросы пока не получили широкого применения. Первый в России однокамерный шлюз-водосброс на р. Уфе – Павловский с напором 33 м эксплуатируется с 1962 г.; он имеет малую пропускную способность и рассчитан на пропуск, в основном, паводковых расходов воды.

К другим типам шлюзов, не предназначенных для судоходства, можно отнести рыбопропускные шлюзы, которые служат для пропуска ценных пород рыб из нижнего бьефа в верхний, и шлюзы-регуляторы, регулирующие поступление воды на различные водохозяйственные цели.

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.

Шлюз

Судоходный шлюз - гидротехническое сооружение на судоходных и водных путях для обеспечения перехода судов из одного водного бассейна (бьефа) в другой с различными уровнями воды в них. С двух сторон ограничен затворами, между располагается смежная камера, позволяющая варьировать уровень воды в её пределах. Перевод судов посредством судоходного шлюза осуществляется последовательным переводом в смежную камеру после выравнивания в них уровня воды. Использование шлюзов главным образом направлено на то, чтобы сделать водные пространства с различными уровнями воды в них более пригодными для судоходства.

Процесс пропускания судна через шлюз называется шлюзованием. Каждый шлюз имеет три главных элемента:

Герметичная камера , соединяющая верхнюю и нижнюю головные части канала и имеющая объём, достаточный для включения в себя одного, или нескольких судов. Положение камеры фиксированное, однако уровень воды в ней может изменяться.

Ворота - металлические щиты, расположенные на обоих концах камеры и служащие для впускания и выпускания судна из камеры в перед началом шлюзования и герметизирующие камеру во время шлюзования.

Водопроводное устройство - устройство, предназначенное для наполнения, либо опустошения камеры. Как правило, в качестве такого устройства используется плоский щитовой затвор. В крупных шлюзах могут использоваться перекачные насосы.

Принцип работы шлюза следующий:

Входные ворота открываются, и судно заходит внутрь камеры.

Входные ворота закрываются.

Открывается перепускной клапан, вызывая падение уровня воды в камере с находящимся в ней судном.

Впускные ворота открываются, судно выходит из камеры.

Шлюзование длится как правило от 10 до 20 минут в зависимости от размера камеры и перепада уровня воды. В случае, если судно движется вверх по течению, процесс реверсируется: судно входит в пустую камеру, затем открывается клапан, наполняя камеру водой и поднимая судно.

При шлюзовании как правило стараются чередовать направление пропускания судов: после того, как судно, идущее, к примеру, вниз по течению, завершило шлюзование, в камеру уже пониженным уровнем воды в ней может сразу же зайти судно, движущееся в обратном направлении. Таким образом не требуется выполнять лишнее заполнение, либо слив воды из камеры.

Использование шлюзов в речной навигации

Использование шлюзов необходимо в случаях, когда для осуществления прохода судов создаётся искусственный обводной канал в обход таких препятствий, как пороги, плотины, дамбы и проч. Плотина увеличивает глубину водного пространства перед ней, в таком случае шлюз может быть установлен либо непосредственно в плотине, будучи её составной частью, либо в устье бьефа. Река, оснащённая такого рода сооружениями, носит название водного пути. Также с помощью установки шлюза в устье реки можно добиться того, чтобы река перестала быть подверженной влиянию приливов и отливов в крупных водоёмах, в которые она впадает. Для усовершенствования водного пути на реке используются дополнительные шлюзы:

В верхней части обводного канала устанавливается водоспускной шлюз для предотвращения наводнений.

Чем длиннее обводной канал, тем больше разница уровня воды в реке между началом и концом канала, таким образом очень длинный обводной канал может потребовать установки дополнительных групп шлюзов в разных местах канала (см, например, Волго-Донской канал).

Шлюзы также служат для поднятия и опускания воды в водохранилищах.

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.