Закрытие приливных заливов ⇐ Васина Википедия

[wiki_en]

В прибрежной инженерии и природоохранной инженерии «закрытие приливных заливов» влечет за собой преднамеренное предотвращение проникновения морской воды во внутренние районы посредством использования насыпного материала и строительства барьеров. Целью таких закрытий обычно является защита внутренних регионов от наводнений, тем самым защищая экологию|экологическую целостность и уменьшая потенциальный ущерб населенным пунктам и сельскохозяйственным районам.

Сложность закрытия водозабора существенно зависит от размера эстуария. Для небольших эстуариев, которые могут естественным образом высохнуть во время отлива, этот процесс может быть относительно простым. Однако управление более крупными эстуариями требует сложного сочетания технических знаний, охватывающих гидродинамику | гидродинамику, перенос наносов, а также смягчение потенциального коллапса экосистемы | экологических последствий таких вмешательств. Развитие знаний о таких закрытиях с течением времени отражает согласованные усилия по балансированию механизмов борьбы с наводнениями и защиты от наводнений с охраной окружающей среды, что приводит к разработке как традиционных, так и технологически продвинутых решений.

== Цель закрытия приливного залива ==
Закрытие приливных бухт служит различным основным целям:

* Мелиорация земель
* Сокращение прибрежного управления | длина морской обороны
* Создание пресной воды|пресной водыr Резервуар|резервуаров
* Создание приливной энергетики | бассейнов приливной энергии
* Разработка гавани фиксированного уровня|портового дока|доков
* Строительство доков для морской деятельности
* Обеспечение автомобильного или железнодорожного сообщения
* Ремонт проломов в дамбах|дамбах
* Создание прудов с рыбой.

Исторически сложилось так, что закрытие водозаборов было в первую очередь направлено на мелиорацию земель и контроль уровня воды в болотах|заболоченных районах, что способствовало расширению сельского хозяйства|развитию сельского хозяйства. Такая деятельность требовала эффективного управления уровнем рек и штормовых нагонов, что часто требовало постоянного обслуживания дамб.
В наше время, обусловленное растущим вниманием к качеству жизни, особенно в развитых странах, проекты закрытия водозаборов охватывают более широкий спектр целей. Они могут включать в себя создание хранилищ пресной воды, снижение загрязнения воды в специально отведенных зонах, создание условий для отдыха и борьбу с проникновением соленой воды или загрязнением подземных вод | загрязнением подземных вод.

==== Побочные эффекты ====
В зависимости от обстоятельств, различные гидрологические | гидрологические, экологические, экологические | экологические и экономические системные | экономические побочные эффекты | побочные эффекты могут быть реализованы путем закрытия приливного водозабора, в том числе:
* изменение прилива (амплитуда, расход) на мористой стороне плотины
* изменение топографии перевалов и оврагов за пределами плотины
* устранение приливов на внутренней стороне плотины
* изменение уровня грунтовых вод на прилегающих территориях
* изменение дренажной способности прилегающих территорий
* потеря видов рыб и растительности
* потеря мест размножения и кормления водоплавающих птиц|водоплавающие птицы
*процессы гниения при смене растительности и фауны
*Стратификация (вода)|Стратификация качества воды в стоячем водоеме
* скопление отложений в водоеме
* влияние на возможности судоходства
* влияние на отдых и досуг
* смена профессиональных занятий (рыболовство, мореплавание)
* социальные и культурные последствия.
== Примеры замыканий ==

=== Исторические закрытия в Нидерландах ===
Некоторые города в Нидерландах носят названия, оканчивающиеся на «дамба», что указывает на их происхождение на месте плотины на приливной реке. Яркие примеры включают Амстердам (расположен у плотины на реке Амстел | Амстел) и Роттердам (расположен у плотины на реке Ротте (река) | Ротте). Однако некоторые места, такие как Маасдам, имеют менее ясное происхождение. Маасдам, деревня, расположенная на месте плотины на реке Маас | Маас, построенная до 1300 года, была местом строительства Большого Холландского холма, который впоследствии был потерян во время разрушительного наводнения Святой Елизаветы (1421 год) | Св. Елизаветинский потоп 1421 года.

Один метод, широко использовавшийся в исторических замыканиях, был известен как
Ранние наблюдения показали, что во время закрытия скорость потока внутри зазора увеличивалась, что приводило к эрозии почвы. Следовательно, такие меры, как защита днища вокруг закрывающегося разрыва, были реализованы, руководствуясь в первую очередь экспериментальными знаниями, а не точными расчетами. До 1953 года закрытие прорывов дамб в приливных зонах представляло проблемы из-за высоких скоростей течений. В таких случаях новые дамбы строились дальше вглубь суши, хотя и это был более длительный процесс, чтобы смягчить трудности с закрытием. Крайний пример произошел после разрушительного наводнения в Северном море в 1953 году, вызвавшего необходимость закрытия прорывов в Шельфуке, что стало последним крупным закрытием проливов в Нидерландах.

=== Строительство современной плотины в Нидерландах ===
В последнее время строительство более крупных плотин в Нидерландах было вызвано как необходимостью защитить внутренние районы, так и стремлением создать новые сельскохозяйственные угодья.
Образование течений в устье залива возникает в результате приливных действий наполнения (прилив) и опорожнения (отлив) бассейна. На скорость этих течений влияют диапазон приливов, приливная кривая, объем приливного бассейна (также известного как «зона хранения») и размер профиля потока в этом месте. Диапазон приливов варьируется вдоль голландского побережья: он минимальный возле Ден-Хелдера (около 1,5 метра) и максимальный у побережья Зеландии (2–3 метра), а диапазон увеличивается до 4–5 метров в районах за Восточной Шельдой | Оостершельде и Западная Шельда|Вестершельде.

В приливных бассейнах с рыхлым морским дном возникают каналы течений, которые могут смещаться из-за постоянно меняющихся направлений и скоростей течений. Самые сильные потоки вызывают приливный размыв в самых глубоких каналах, например, в Оостершельде, где глубина может достигать 45 метров, а между этими каналами образуются песчаные отмели, которые иногда обнажаются во время отлива.

Системы каналов, которые естественным образом развиваются в приливных зонах, обычно находятся в состоянии приблизительного равновесия, уравновешивая скорость потока и общий профиль потока. И наоборот, когда прорывы в дамбе закрыты, это равновесие часто еще не достигается во время закрытия. Например, быстрое вмешательство в закрытие многочисленных брешей после штормового нагона 1953 года помогло ограничить эрозию. При строительстве дамбы в устье водотока проводятся мероприятия по уменьшению профиля потока, что потенциально может привести к увеличению скорости потока и последующему размыву, если не будут приняты упреждающие меры, такие как укрепление дна и стенок каналов с дном. защита. Исключением является случай, когда площадь поверхности приливного бассейна предварительно уменьшена плотиной компартментализации | плотинами компартментализации.

Процедуру закрытия приливного канала в целом можно разделить на четыре этапа:

# Подготовительный этап с небольшим уменьшением профиля стока (до 80-90% от первоначального размера), в ходе которого на мелководных участках сооружаются участки плотин и в каналах устраивается грунтозащита.
# Затем возводится подоконник, служащий фундаментом для закрывающей дамбы. Этот подоконник может помочь распределить давление дамбы на грунт и/или действовать как фильтр между защитой дна и закрывающей конструкцией. Замыкающий зазор на этом этапе должен быть достаточно широким, чтобы пропускать приливы и отливы, не повреждая подоконник и защитные меры.
# Фактическое закрытие, при котором закрывается последний разрыв.
# Заключительный этап включает в себя строительство дамбы вокруг временной плотины.

При определенных обстоятельствах могут применяться альтернативные методы строительства; например, во время слипания песка емкость сброса используется таким образом, что за один прилив добавляется больше материала, чем может быть удалено течением, что обычно сводит на нет необходимость защиты почвы.

Когда Зейдерзее было огорожено в 1932 году, все еще можно было управлять течением с помощью валунной глины, поскольку разница приливов там составляла всего около 1 метра, что предотвращало чрезмерно высокие скорости потока в закрывающем зазоре, которые потребовали бы использования альтернативных материалов. В районе Дельты были реализованы многочисленные методы закрытия, как в малых, так и в больших масштабах, в значительной степени зависящие от множества предварительных условий. К ним относятся гидравлические и почвенно-механические предпосылки, а также доступные ресурсы, такие как материалы, оборудование, рабочая сила, финансы и опыт. После Второй мировой войны опыт, полученный при ремонте дамб в Валхерене в 1945 году, закрытии рек Брилзе-Маас в 1950 году, Браакмана в 1952 году и ремонте прорывов после штормового нагона 1953 года, существенно повлиял на выбор методов закрытия дамб. первые плотины Дельты.

Вплоть до завершения строительства Брауэрсдама в 1971 году выбор метода закрытия почти полностью основывался на технических факторах. Однако соображения окружающей среды и рыболовства стали одинаково важными при выборе методов закрытия Маркиезаатскаде возле Берген-оп-Зома, Филипсдама, Остердама и барьера от штормовых нагонов Остершельдекеринга в Остершельде, принимая во внимание такие факторы, как время гибели организмов при приливах. и контроль солености во время закрытия территорий, что имеет решающее значение для определения начальных условий вновь образовавшегося бассейна.

=== Замыкания в Германии ===
На северо-западе Германии проведен ряд работ по закрытию. Первоначально основной целью закрытия была мелиорация земель и защита от наводнений. Впоследствии акцент сместился на безопасность и сохранение экологии. Закрытие произошло в заливе Мельдорф | Мельдорф (1978 г.), Примерно в 1975 году развитие глобальных взглядов на экологическую значимость привело к изменению подхода к закрытию территорий. В результате в северной Германии несколько затворов были выполнены иначе, чем их первоначальные конструкции. Например, хотя планировалось полностью перекрыть реку Лейбухт возле Гретзиля, в конечном итоге была закрыта лишь незначительная часть — ровно настолько, чтобы удовлетворить требования безопасности и управления водными ресурсами. Благодаря этому закрытие оставшейся территории больше не является технической проблемой. Были построены сливной шлюз и навигационный шлюз, обеспечивающие достаточную мощность для смягчения течений в замыкающем промежутке плотины.

=== Закрытие в Южной Корее ===
В 1960-е годы Южная Корея столкнулась со значительной нехваткой сельскохозяйственных земель, что побудило к планированию крупных мелиоративных проектов, включая строительство запорных дамб. Эти проекты осуществлялись в период с 1975 по 1995 год с использованием знаний и опыта Нидерландов. Со временем отношение к работам по закрытию в Южной Корее изменилось, что привело к значительным задержкам и изменениям в планах проектов Хваонг и Сэмангым.

=== Закрытие в Бангладеш ===
Ручьи были закрыты, чтобы облегчить создание сельскохозяйственных угодий и обеспечить защиту от наводнений в Бангладеш на протяжении многих лет. Сочетание защиты от наводнений, потребности в сельскохозяйственных землях и наличия поливной воды послужило движущей силой этих инициатив. До 1975 года такие работы по закрытию были относительно скромными по масштабам. Некоторые ранние примеры включают в себя:
Подход к закрытию предприятий в Бангладеш существенно не отличался от практики в других странах. Однако из-за низкой стоимости рабочей силы и высокого уровня безработицы в стране предпочтение было отдано методам с привлечением большого количества местной рабочей силы.

В этих работах в основном использовался тип местных фашинных рулонов, известный как «мата». Последние бреши были быстро закрыты в течение одного приливного цикла. Примечательно, что закрытие Ggrarail провалилось дважды.

В 1977/78 году ручей Мадаргонг был закрыт, что позволило сохранить сельскохозяйственную территорию площадью 20 000 гектаров. На месте закрытия ручей имел ширину 150 метров и глубину на 6 метров ниже среднего уровня моря. В следующем, 1978/79 году, закрылась река Чакамайя-Хал с приливной призмой объемом 10 миллионов кубических метров, диапазоном приливов 3,3 метра, шириной 210 ​​метров и глубиной 5 метров.Huis in 't Veld (1987)
В 1985 году река Фени была перекрыта плотиной, чтобы создать ирригационное водохранилище площадью 1200 гектаров.
== Типы затворов ==
Методы закрытия можно разделить на две основные группы: постепенное закрытие и внезапное закрытие. В рамках постепенного закрытия выделяют четыре различных метода: горизонтальное закрытие без значительного порога (а), вертикальное закрытие (b), горизонтальное закрытие с подоконником (с) и закрытие песка. Затворы для песка подразделяются на горизонтальные и вертикальные. Внезапное закрытие обычно достигается за счет установки (шлюзовых) кессонов | кессонов, часто расположенных на подоконнике (d).

== Технология закрытия работает ==
Проблема герметизации морского залива заключается в том, что по мере того, как площадь потока запирающего зазора уменьшается из-за строительства плотины, скорость потока внутри этого зазора увеличивается. Это ускорение может стать настолько значительным, что осажденный в зазор материал тут же вымывается, что приводит к выходу из строя закрытия. Поэтому точный расчет скорости потока имеет решающее значение. Учитывая, что длина бассейна обычно невелика по сравнению с длиной приливной волны, этот расчет обычно можно выполнить с использованием «подхода зоны хранения» (более подробную информацию см. в конце этой страницы). Эта методология позволяет создавать простые графики, изображающие скорости внутри зазора на протяжении всего процесса закрытия.

== Каменные затворы ==

=== Горизонтальные каменные затворы ===
В технике горизонтального каменного закрытия камень разворачивается с обеих сторон в замыкающий зазор. Камень должен быть достаточно тяжелым, чтобы противостоять увеличению скорости, возникающему в результате уменьшения профиля потока. Дополнительной сложностью является создание Турбулентности|турбулентных вихрей (гидродинамики)|вихрей, которые приводят к дальнейшему размыву морского дна. Поэтому крайне важно заложить каменный фундамент до начала закрытия. Закрытие Зейдерзее в 1932 году, как показано на прилагаемой фотографии, ярко иллюстрирует турбулентность вниз по течению в месте закрытия промежутка. Примечательно, что во время закрытия Афслуитдейка валунная глина использовалась аналогично камню, что избавило от необходимости дорогостоящего импорта бронекамня.
В Нидерландах горизонтальные каменные перекрытия встречаются относительно редко из-за высоких затрат, связанных с армированным камнем, и необходимой защиты почвы. И наоборот, в странах, где камень более доступен, а почвы менее подвержены эрозии, чаще используются горизонтальные каменные затворы. Ярким примером этого метода стало закрытие дамбы Сэмангым | устье реки Сэмангым в Южной Корее, где нехватка тяжелого камня привела к инновационному использованию камня, упакованного в стальные сети, в качестве отвалочного материала.
=== Вертикальные каменные затворы ===
С точки зрения гидравлики вертикальные затворы предпочтительнее из-за уменьшения турбулентности и, как следствие, минимизации проблем, связанных с эрозией почвы. Однако их реализация более сложна. Для частей плотины, погруженных под воду, можно использовать камнеопрокидыватели (донные или боковые). Однако для последних сегментов это становится непрактичным из-за недостаточной глубины навигации. Существует две альтернативы: строительство вспомогательного моста или использование канатной дороги.

==== Вспомогательный мост ====
Вспомогательный мост позволяет загружать армированный камень непосредственно в закрывающий зазор. Этот метод рассматривался для закрытия Остердама на заводе Delta Works, но в конечном итоге был признан более дорогим, чем закрытие песка. В Нидерландах такой метод был применен при перекрытии дамбы вокруг польдера Де Бисбош в 1926 году, где временный мост облегчил сброс материалов в разрыв с помощью опрокидывающихся тележек, приводимых в движение паровозом.

==== Канатная дорога ====
Строительство вспомогательного моста для закрытия больших и глубоких зазоров может быть чрезвычайно обременительным, что приводит к тому, что при закрытиях Delta Works предпочтение отдается канатным дорогам. Впервые канатная дорога была применена для северного разрыва Гревелингендама, что послужило пробой для сбора информации о последующих более крупных закрытиях, таких как Брауэрсдам|Брауверсхавенс Гат и Оостершельде.
Для транспортировки камней по тросу использовались вагоны с независимым движением, что увеличивало пропускную способность за счет одностороннего движения. Конструкция системы, созданная в результате сотрудничества Rijkswaterstaat и французской компании Alstom|Neyrpic, свела к минимуму риски сбоев в сети. Канатная дорога типа «blondin automoteur continu» имела длину около 1200 м, ее непрерывный путь поддерживался двумя несущими тросами и конечными поворотными платформами для передачи вагонов. Первоначально камень перевозился в стальных контейнерах с нижней разгрузкой, позже дополненных стальными сетками, что позволило обеспечить скорость выгрузки 360 тонн в час.
Однако грузоподъемность системы оказалась недостаточной, что привело к переходу на бетонные блоки размером 1 м3 (2500 кг) для последующих перекрытий (Харингвлит и Брауэрсдам). Несмотря на то, что Оостершельде планировалось закрыть, изменение политики привело к строительству вместо этого барьера от штормовых волн, отказавшись от использования канатной дороги для этой цели.

== Закрытие песка ==
Помимо использования армированного камня, закрытие также можно выполнить исключительно с помощью песка. Этот метод требует значительных дноуглубительных мощностей. В Нидерландах затворы для песка были успешно реализованы в различных проектах, включая Остердам, Филипсдам и строительство Маасвлакте 2|Второй Маасвлакте.
=== Принципы песочного закрытия ===
Затворы для песка предполагают использование емкости для сброса внутри зазора, которая вносит за приливный цикл больше материала, чем может быть удалено течением. В отличие от каменных затворов, используемый здесь материал по своей природе нестабилен при встречающихся скоростях потока. Обычно песчаные затворы не требуют защиты почвы. Это, среди прочего, делает заделку песком экономически эффективным решением при использовании песка местного производства. С 1965 года многочисленные приливные каналы были эффективно запечатаны песком, чему способствовали быстро растущие возможности современных пескососных земснарядов.

Эти достижения позволили обеспечить быструю и объемную подачу песка для более крупных укупорочных средств, допуская потери песка на этапе закрытия до 20–50%. Первое закрытие песком приливных каналов, в том числе Вентьягерсгатье, в 1959 году.
=== Выбранные затворы для песка ===
В следующей таблице представлены несколько каналов, закрытых песком, что иллюстрирует применение и эффективность этого метода. «Примечание: некоторые отсеки не охватывают полностью закрытые бассейны, что делает метрику площади поверхности неприменимой».

Во время закрытия реки Геул в устье реки Оостершельде, характеризующейся приливной мощностью примерно 30 миллионов кубических метров и максимальной глубиной 10 метров ниже среднего уровня моря (MSL), плотина Оостершельде между рабочими островами Нордланд и Нилтье В 1972 году Янс стал свидетелем минимальных потерь песка благодаря использованию высокопроизводительных дноуглубительных работ. Благодаря этой стратегии была достигнута производительность добычи песка, превышающая 500 000 кубических метров в неделю, которая распределялась по трем земснарядам. Также было продемонстрировано, что начало закрытия с одной стороны и продвижение к самой мелкой части зазора эффективно снижает потери песка. Такой подход обеспечил максимально короткое расстояние для отложения песка к кульминации перекрытия, особенно в периоды максимальной скорости потока.

Этот метод частично объясняет значительные потери песка (около 45%), наблюдавшиеся во время закрытия ворот Брилсе, максимальная глубина которого составляет 2 метра ниже уровня моря и где песок откладывался с обеих сторон по направлению к центру. Выбор одного участка отложения песка при одновременном сокращении потерь песка требует значительной всасывающей способности и приводит к значительно более широкой перекрывающей дамбе для размещения всех выпускных трубопроводов.

=== Проектирование песочных затворов ===
Определяющей особенностью песчаных затворов является перемещение и последующая потеря строительного материала. Принцип, лежащий в основе затвора для песка, основан на производстве большего количества песка, чем теряется в процессе. Потери песка происходят ежедневно при средних условиях потока через закрывающий зазор в зависимости от динамики потока. В контексте «прочности и нагрузки» «прочность» песчаного затвора представляет собой его производственную мощность, а «нагрузка» — это результирующие потери. Закрытие считается успешным, когда добыча превышает потери, что приводит к постепенному сокращению разрыва закрытия. Производственная мощность, включающая достаточно большую площадку по добыче песка, должна превышать максимальные ожидаемые потери во время операции по закрытию. Следовательно, технико-экономическое обоснование (полного) закрытия песка должно первоначально сосредоточиться на определении этапа, связанного с максимальными потерями. Используя гидравлические граничные условия, потери песка для каждой фазы закрытия можно рассчитать и отобразить графически, как показано на рисунке. Горизонтальная ось на диаграмме представляет размер закрывающего зазора, указывая на то, что указанная мощность недостаточна для закрытия песка в этих условиях.

Закрытие песка становится жизнеспособным, если вблизи зазора можно поддерживать достаточную добычу песка, чтобы преодолеть фазу с наибольшими потерями. Важным критерием является то, что средние приливные потери остаются ниже производства. Однако как в расчетных потерях, так и в ожидаемом объеме добычи существуют значительные неопределенности, что требует пристального внимания. Кривая потерь, как функция площади закрытия разрыва, обычно имеет один пик. Максимальные потери обычно обнаруживаются, когда площадь закрытия разрыва составляет от 0 до 30% от ее первоначального размера. Следовательно, первоначальные расчеты потерь могут быть ограничены этим диапазоном размеров разрыва закрытия.

Интересно, что пик потери песка не совпадает с завершением закрытия зазора. Несмотря на потенциально высокие скорости потока, эродированная ширина закрывающего отверстия минимальна, что позволяет поддерживать низкие общие потери песка. Гидравлические граничные условия могут быть определены с использованием подхода «хранилище/площадь».

В целом, песчаные затворы теоретически возможны при максимальной скорости потока примерно до 2,0–2,5 м/с. За пределами этих скоростей достижение песчаной пробки становится практически невозможным из-за результирующих скоростей потока, на которые влияют опорный расход U0 и коэффициент расхода μ. На коэффициент расхода ц влияют как потери на трение, так и потери на торможение внутри замыкающего зазора, причем потери на трение особенно значительны из-за больших размеров песчаных дамб. Следовательно, выбор расстояния измерения градиента существенно влияет на коэффициент расхода, который демонстрирует значительную изменчивость. Однако эта изменчивость уменьшается во время решающей заключительной фазы закрытия, когда значение 0,9 рекомендуется в качестве разумного верхнего предела для коэффициента расхода.Konter et.al (1992), стр. 35 Фактический расход Скорость внутри закрывающегося зазора определяется путем применения метода площади хранения, скорректированного с помощью коэффициента расхода.

== Внезапное закрытие (кессонов) ==
Внезапное закрытие предполагает быстрое закрытие приливного залива или прорыва в дамбе. Обычно это готовится таким образом, чтобы во время слабого прилива разрыв можно было полностью закрыть одним быстрым действием. Широко распространено использование кессонов или шлюзовых кессонов, хотя также использовались и другие уникальные методы, такие как мешки с песком или корабли. Первоначально кессоны использовались в качестве экстренного реагирования для заделки прорывов в дамбах после операции союзников «Увлечение | Битва при Валхерене» в 1944 году, а затем после наводнения в Северном море 1953 | 1953 годов. С тех пор этот метод был усовершенствован и применен в проектах Delta Works.

=== Закрытие кессона ===
Закрытие кессона предполагает герметизацию зазора кессоном, по сути, большой бетонной коробкой. Этот метод был впервые применен в Нидерландах для устранения прорывов в дамбах, возникших в результате нападения союзников на Валхерен в 1944 году. Высадка союзных войск в Нормандии была перепрофилирована для ремонта дамб.

После ураганной катастрофы 1953 года рассматривалась возможность закрытия многочисленных брешей кессонами. Учитывая неопределенность в отношении окончательных размеров зазоров и трудоемкость строительства кессонов, вскоре после 1 февраля 1953 года было принято решение заранее изготовить значительное количество относительно небольших кессонов. Они стратегически использовались на различных объектах, а затем и на заводе «Дельта».
Ограниченный запас более крупных кессонов «Феникс» из гаваней Малберри также использовался для заделки нескольких обширных прорывов в дамбах, особенно в Ауверкерке и Шельфуке.

==== Размещение кессона ====
Чтобы успешно затопить кессон, крайне важно, чтобы скорость потока внутри закрывающегося зазора была минимальной; таким образом, операция проводится при стоячей воде. Учитывая чрезвычайно короткий период, в течение которого течение действительно неподвижно, процесс опускания должен начаться, пока приливное течение остается на управляемо низкой скорости. Прошлый опыт закрытия кессонов показал, что эта скорость не должна превышать 0,3 м/с, что определяет время для различных этапов операции следующим образом:
Этот график предписывает, что скорость потока должна снизиться до 0,30 м/с максимум за 13 минут до стоячей воды и до 0,75 м/с максимум за 30 минут до этого. Учитывая синусоидальный характер приливов в Нидерландах с циклом в 12,5 часов, максимальная скорость в смыкающемся промежутке не должна превышать 2,5 м/с. Этот порог скорости можно определить посредством анализа хранилища/бассейна. Прилагаемая диаграмма иллюстрирует результаты для высоты порога на высоте -10 м и -12 м, показывая, что порог на высоте -12 м необходим, поскольку время погружения на высоте -10 м недостаточно. Следовательно, закрытие кессонов возможно только при значительных глубинах русла.
==== Шлюзовые кессоны ====
Проблема герметизации больших зазоров с помощью кессонов заключается в уменьшении площади потока по мере размещения большего количества кессонов, что приводит к значительному увеличению скорости потока (превышающей вышеупомянутые 2,5 м/с), что усложняет правильное размещение последнего кессона. Данная проблема решается за счет использования шлюзовых кессонов, представляющих собой короб, снабженный с одной стороны затворами. Во время установки эти ворота закрываются для сохранения плавучести, а противоположная сторона закрывается деревянными досками.

Как только каждый кессон установлен, доски убираются, а ворота открываются, позволяя приливному течению проходить с минимальным сопротивлением. Такой подход гарантирует, что площадь потока не уменьшится резко, а скорости потока останутся управляемыми, что облегчает размещение последующих кессонов. После установки всех кессонов ворота закрывают при стоячей воде, завершая закрытие. Впоследствии перед плотиной распыляют песок, а ворота вместе с другими подвижными механизмами снимают, чтобы их можно было повторно использовать при будущих закрытиях. Шлюзовые кессоны впервые использовались при перекрытии рек Версе-Гатдам | Версе-Гат, а затем использовались на Брауэрсдаме и Волкеракдаме | Волкерак.
===== Проектирование шлюзовых кессонов =====
Для кессонных затворов крайне важно поддерживать максимально возможный эффективный профиль потока во время установки. Кроме того, коэффициент расхода должен быть как можно выше, указывая на степень, в которой потоку препятствует форма кессона.

===== Площадь потока =====
Проходное пространство каждого кессона должно быть максимальным. Этого можно достичь следующим образом:

* Обеспечение максимально возможного расстояния между стенками кессона, при этом стальные диагонали обеспечивают достаточную жесткость на кессон.
* Спроектировать дно кессонов как можно более тонким.
* Включение балластных пространств в надстройку кессона для увеличения необходимого веса, тем самым создавая достаточное трение между кессоном и подоконником.

===== Коэффициент разряда =====
Помимо проходного сечения, первостепенное значение имеет коэффициент расхода. К мерам по улучшению коэффициента расхода относятся:

* Упрощение диагоналей между стенами.
* Добавление дополнительных функций для оптимизации подоконника.

В таблице ниже приведены коэффициенты расхода для различных шлюзовых кессонов, спроектированных в Нидерландах.

== Специальные затворы ==

=== Закрытие путем потопления кораблей ===
В исключительных обстоятельствах, обычно во время чрезвычайных ситуаций, таких как прорыв дамбы, предпринимаются попытки закрыть брешь, направляя в нее корабль. Зачастую этот метод дает сбой из-за несоответствия размеров корабля и пролома. Были зафиксированы случаи, когда корабль, однажды направленный в пролом, затем был смещен мощным течением. Еще одна частая проблема – несовместимость днища корабля с морским дном в месте прорыва, приводящая к подрыву. Последовавшее за этим сильное течение еще больше размывает морское дно под кораблем, в результате чего попытка закрытия не увенчалась успехом. Заметное исключение произошло в 1953 году во время прорыва дамбы вдоль реки Холландс-Эйссел, который был успешно закрыт; позже об этом событии увековечен памятник. В Корее в 1980 году была предпринята попытка закрыть приливный залив с помощью старого нефтяного танкера. О результатах этой попытки имеется мало информации, что позволяет предположить, что она, возможно, не была особенно успешной, особенно с учетом многочисленных последующих закрытий в Корее, в которых использовался камень. Более поздние снимки Google Earth показывают, что корабль в конечном итоге был убран после закрытия плотины.

=== Закрытие мешками с песком ===
Использование мешков с песком и значительной рабочей силы представляет собой еще один уникальный метод закрытия. Этот подход был использован при строительстве плотины на реке Фени в Бангладеш. Во время отлива русло реки в месте закрытия почти полностью обнажалось.

Двенадцать складов, каждый из которых содержит 100 000 мешков с песком, были созданы вдоль заграждения шириной 1200 м. В день закрытия 12 000 рабочих за шесть часов загрузили эти сумки в пропасть, опередив прилив. К концу дня приливное отверстие было закрыто, хотя и только до уровня воды, типичного для приливов. В последующие дни плотина была дополнительно дополнена песком, чтобы выдержать весенние приливы, а в течение следующих трех месяцев усилена, чтобы противостоять штормовым нагонам на высоте до 10 метров над основанием плотины.
== Подход к складскому помещению ==
'''Использование приливной призмы для расчета скорости в горловине приливной бухты'''

Если приливный бассейн относительно короткий (т.е. его длина незначительна по сравнению с длиной приливной волныДлина приливной волны определяется ее скоростью, которая зависит от глубины воды (d). Примерно на 10 м на глубине скорость c=\sqrt{gd} = 10 м/с. Таким образом, длина волны (cT, где T — период приливной волны, примерно 12,5 часов) на этой глубине составляет около 450 км. Следовательно, бассейн длиной 20 км составляет только 5% длины волны прилива, что классифицирует его как короткий.), предполагается, что уровень воды в бассейне остается равномерным, просто поднимаясь и опускаясь вместе с приливом. Согласно этому предположению, объем бассейна (приливная призма) равен площади его поверхности, умноженной на диапазон приливов.

Тогда формула для хранения в бассейне упрощается до:

: P = B \Delta H, где:
:* P представляет приливную призму (м3),
:* B означает площадь бассейна (м2),
:* \Delta H обозначает диапазон приливов у входа в бассейн (м).

Эта методология облегчает надежную оценку скоростей течений внутри приливной бухты, что необходимо для ее окончательного закрытия. Этот метод, получивший название «подход к складским помещениям», обеспечивает простой способ измерения местных гидравлических условий, необходимых для строительства барьера.

В рамках этого подхода движение воды в устье моделируется без эффектов трения и инерции, что приводит к:

: Q = B \frac{dh_3}{dt,

где Q — это скорость потока во входном отверстии, B — это область хранения в бассейне, а \frac{dh_3}{dt} — это скорость изменения уровня воды.
Изображенная система хранения раковины предполагает:

* Расход реки Q_r(t), приток считается положительным,
* Поток через затвор Q_s(t), управляемый разностью высот по течению H_1(t) и уровнем воды в зазоре h_2(t)< /math>, а также характеристики дренажа зазора.

Для несовершенной плотины:

: Q_s = \mu h_2 W_g \sqrt{2g (H_1 - h_2)} \quad \text{and} \quad h_2 = h_3 \quad \text{for} \quad h_3 > \frac{2}{3 } H_1

И для идеальной плотины:

: Q_s = m \frac{2}{3} h_2 W_g \sqrt{\frac{2}{3}g H_1} \quad \text{and} \quad h_2 = \frac{2}{3} H_1 \quad \text{for} \quad h_3 < \frac{2}{3} H_1

Значения символов следующие:
{|
Их объединение дает уравнение водохранилища в бассейне, облегчающее построение графиков скорости внутри замыкающего разрыва. Пример графика для приливной амплитуды 2,5 м (следовательно, общая дальность 5 метров) показывает скорости как функции площади приливного накопления (B) к ширине замыкающего зазора (Wg) и глубины порога. (д'). Красный цвет обозначает вертикальные затворы, оранжевый — горизонтальный, а зеленый — комбинацию, подчеркивающую разницу в скорости между типами затворов.

== Общая ссылка ==

* * * * *


Подробнее: https://en.wikipedia.org/wiki/Closure_of_tidal_inlets