На прошлой неделе посетил Волжскую ГЭС, где впервые увидел работу судоходного шлюза.
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.
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.
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:
Также есть три типа шлюзов:
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.
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».
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.
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.
На этот раз не будет аналитики и проблемных вопросов, а будет таймлапс, анимация и куча фото про то, как устроены и как работают шлюзы на наших многочисленных водохранилищах.
, я уже рассказывал. Сейчас подробно посмотрим, как суда преодолевают немаленькие пороги возведённых плотин, чтобы попасть вверх или вниз по течению.
Посмотрите вид на Чебоксарскю ГЭС и шлюзы:
Почему шлюзы строились одновременно с плотинами, понятно.
А знаете ли вы, что сегодня во многих местах сами шлюзы и ГЭС вместе с плотиной принадлежат разным ведомствам?
ГЭС - РусГидро, а шлюзы - Росморречфлоту. Вот такая ирония приватизации.
Впрочем, что это я? Обещал без отступлений!
Тогда давайте сначала смотреть видео, а потом уже - детали на фотографиях.
Перед тем скажу только, что на шлюзы обычно экскурсий не водят, поэтому предоставленную возможность пришлось использовать на полную катушку - поставил старый Canon S3 IS над пропастью и начал таймлапс снимать:
Ну а потом ещё взял свою систему моделирования и сделал модель шлюза с анимацией, чтобы показать на модели, как ворота закрываются, откуда вода течёт и всё такое.
Ибо что такое шлюз? Это тот же бассейн из классической задачи по арифметике: в одну трубу вливается, в другую выливается. Ничего сложного!
Обратите внимание, что на речных шлюзах не требуется никаких насосов: вода наполняет шлюзовую камеру или вытекает из неё сама, стоит только открыть задвижки.
А вот на каналах, проходящих через водоразделы (как канал имени Москвы), насосы нужны (хотя не обязательно на самих шлюзах).
Математическая модель этого "бассейна" чуть посложнее двух труб: кроме них, ещё ведь корабликом и воротами управлять надо. И вода чтобы в трубах текла:
Что? Язык незнакомый? Ну это нормально! ;)
Всё-всё-всё, больше не буду забивать голову премудростями. Просто смотрим видео и всё увидим сами.
Правда, вмонтированная (для красоты) фотография пульта управления шлюзом - от Нижегородской ГЭС, но, думаю, наши меня за это простят! :)
Ну а теперь фотоподробности.
Что крыша машинного зала Чебоксарской ГЭС одновременно является мостом через Волгу:
Поэтому чебоксарцы и гости столицы обычно видят нашу ГЭС из окна автомобиля, а в лучшем случае (если остановиться перед мостом) примерно так:
Чтобы видеть всю красоту и мощь гидротехнического сооружения, надо подняться на гору к роще.
Туда мы в детстве приезжали на велосипедах, чтобы посмотреть на великую стройку и испытать радость труда ("это такое чувство, которое испытывает поэт, глядя на строящуюся плотину")
.
Ну или взобраться на Башню управления шлюзами - именно там и стоял мой фотоаппарат на штативе:
Кто забыл или в первый раз - по клику мыши фото открывается в большом размере!
Это был вид сверху. А вот сама Башня, вид снизу:
Как выглядит сей Центр?
Пульт управления немудрёный и не особо современный (но здесь этого достаточно - не аэропорт же):
Есть и ещё одна интересная система. На них видно все суда, идущие по Волге вверх и вниз (все, у которых есть ГЛОНАСС/GPS и специальные средства передачи данных).
На экране виден синий трек очередного теплохода. Мы хотели его подождать, но так и не дождались - он был далеко и шёл медленно:
Собственно, в скорости и есть основной недостаток водного транспорта. Скоропортящиеся продукты на барже не повезёшь.
Зато очень удобно везти строительные материалы. То, что сегодня их возит по автодорогам армия Камазов - просто преступление против экологии, да и здравого смысла. И нас не покидает надежда, что водный транспорт будет, в конце концов, восстанавливаться и развиваться.
Посмотрите на заглавное фото или вот на эту красивую баржу, которая входит в шлюзы Нижегородской ГЭС - какая грузоподъёмность! Чтобы перевезти столько груза Камазами из одного волжского города в другой, надо сжечь цистерны топлива и разбить сотни километров трассы...
Стоп. С разбитой трассой всё понятно, а вот с цистернами топлива? Впрочем, КПД всего судна по грубым прикидкам составляет всего 3%. Так что нынешние технологии водного транспорта существенно проигрывают грузовому транспорту (суммарный КПД около 8%) - и ещё более - железнодорожному. Поэтому пока забудьте всё, что я говорил абзацем выше - здесь требуется отдельная тема для анализа и сравнения!
А пока Волга, увы, довольно пустынна:
Но давайте не будем отвлекаться и продолжим знакомство с работой шлюза.
Вот для полноты картины вид "в пропасть" с Башни:
На первом фото была сдвоенная баржа, которая заняла весь шлюз.
А тут будет всего один маленький кораблик:
Каждому судну диспетчер шлюза указывает место, которое ему нужно занять в шлюзе - номер рыма для швартовки, а капитану большого корабля помогают следить за положением такие указатели:
Кораблик швартуется к рымам - большим поплавкам, которые ходят по рельсам в нишах стен шлюзовой камеры, поднимаясь и опускаясь вместе с водой и судном:
Наш кораблик идёт вниз, поэтому теперь необходимо закрыть верхние ворота.
На большинстве шлюзов Волжско-Камского каскада они сделаны в форме подъёмной стены:
Обратите внимание на едва показавшиеся из воды "зубцы" - это неподвижное основание, укреплённая стена, которая помогает воротам выдерживать напор громадной массы водохранилища.
Посмотрите, какое маленькое расстояние от них до верхней границы воды (4 метра)!
Судно с осадкой больше 3,6 м здесь просто не пройдёт (40 см - необходимый по регламенту запас). А если из-за маловодья, какое имело место этим летом, уровень воды в водохранилище чуть понизится, то и более мелкие суда уже не смогут пройти.
На Чебоксарской ГЭС такое жёсткое ограничение возникло из-за того, что уровень водохранилища не поднят на проектную высоту. На проектной отметке 68 метров ворота надо будет немного приподнять, но порог станет уже 6 м, что гарантированно хватит для всех волжских судов.
Верхние ворота вблизи:
Здесь мы видим рабочие и дублирующие их аварийные ворота одновременно (шлюз полностью заполнен водой).
Аварийные ворота нужны на случай выхода из строя или планового ремонта рабочих ворот.
Когда нет шлюзующихся судов, можно проводить регламентные работы по техобслуживанию механизмов, что мы сейчас и видим.
С помощью теодолита производится контроль прогиба ворот:
Только представьте, эта железная громадина всё-таки ощутимо прогибается под давлением воды в водохранилище - до 1,5 см аварийные и меньше сантиметра рабочие ворота!
Подъёмный механизм у ворот гидравлический:
Маслонасосы для обслуживания верхних ворот:
В шлюзах всегда много птиц:
Потому что здесь удобно подбирать рыбу, которая остаётся на поднимающихся из воды воротах:
Перейдём к нижним воротам.
Опять же на большинстве волжских шлюзов они сделаны в виде громадных двустворчатых дверей:
В закрытом состоянии двери сходятся под заметным углом, чтобы противостоять напору воды в шлюзовой камере:
На Чебоксарской ГЭС предусмотрены специальные меры, чтобы вытекающая из шлюзовой камеры вода не размывала берег. Часть сливается из-под ворот (бурлящая вода на снимке), а часть - далеко от шлюза и от берега - к середине Волги:
Чтобы избежать волн при наполнении шлюзовой камеры, здесь также предусмотрены специальные меры - сложная распределительная система, гасящая скорость потока воды и равномерно распределяющая его по шлюзу. Снаружи видна часть этих специальных камер. Они остались недостроенными, потому что тогда решили не поднимать воду до проектной отметки. Сейчас, если подъём всё-таки будет, придётся достраивать:
Наконец, вода из шлюза выпущена, можно открывать нижние ворота:
Посмотрим внимательно в окрестности нижних ворот:
Прямо под мостом, над аварийными воротами, видны рельсы, которые как будто обрываются в пропасть. Они использовались при строительстве, да и сейчас могут быть использованы - только нужно опустить большую балку, которая видна слева вверху, прямо под мостом - это не что иное, как подвижный пролёт железнодорожного моста. Он ляжет поперёк шлюза, и рельсы будут продолжены!
Что ещё интересного можно увидеть?
Например, хоздвор между шлюзовыми камерами:
И немного брутальных конструкций на закуску:
А вот и баржа выходит из шлюза:
Если у вас дома есть две стеклянные или прозрачные пластмассовые трубочки да подходящая резиновая трубка, вы можете сделать интересный эксперимент. Вставьте в резиновую трубку две стеклянные с обеих сторон и согните вашу конструкцию в виде буквы U. Налейте в трубочки воды. Как бы вам теперь ни пришлось поднимать и опускать трубочки, вода в них всегда останется на одном уровне. Такие трубочки называют сообщающимися сосудами.
Сколько подобных наблюдений мы могли бы сделать вокруг себя! Вот, например, узбекский крестьянин прокладывает мотыгой путь воде из арыка. Он ловко возводит и разрушает земляные перегородки, направляя воду то в одну выемку, то в другую. И всякий раз вода будет течь до тех пор, пока ее поверхности в соседних выемках не выровняются.
Отличный пример сообщающихся сосудов - шлюзы. Если вам приходилось плавать на речном корабле по большим рекам - Волге, Дону, Днепру, - то вы, конечно, с интересом выбегали на палубу, когда корабль заходил в шлюз. Закрываются огромные ворота. При подъеме мощные насосы закачивают в шлюзовую камеру воду, пока ее уровень не совпадет с уровнем водохранилища. Надо опуститься - воду сбрасывают в нижнее течение реки, и корабль плавно снижается вместе с ней. Ворота открылись, вода на одном уровне - вперед!
Очень часто принцип сообщающихся сосудов используют в фонтанах. Если бак с водой находится выше отверстия присоединенного к нему шланга или трубы, то вода из отверстия будет бить вверх. И тем сильнее, чем больше разность уровней воды в баке и у отверстия. Попробуйте сами сделать подобный фонтан.
Где надо устраивать плотины?
Куда текут реки? Конечно, в озера, моря, океаны. Но можно ответить по-другому - они текут туда, где ниже уровень поверхности Земли. Значит, если мы хотим накопить воды, создатьводохранилище, то нужно реку перегородить. Этим люди занимались издревле, строя дамбы, насыпи, плотины. Со временем возникла целая наука, занимающаяся проектированием и расчетами гидросооружений.
От самой древней плотины, возведенной в Египте примерно 4500 лет назад, до современных циклопических плотин, перекрывших самые крупные реки мира, - огромная дистанция. Просто земляной вал - и гигантская железобетонная перемычка. В нынешних плотинах предусмотрены электростанции, водосливные туннели, регулирующие уровень воды, а также шлюзы для судоходства.
Не всегда места для постройки плотин выбирались удачно. На равнинных реках приходилось затапливать водой огромные площади плодородных угодий, заливать леса и даже переносить села и города. Намного выгоднее строить плотины для гидростанций на высокогорных реках. На них удается получить большой напор воды для вращения турбин, а заливаемые площади - намного меньше.
Правда, огромные массы скопившейся в ущельях воды грозят воздействовать на прочность горных пород. Все эти проблемы лишний раз свидетельствуют о том, насколько важно заранее все точно рассчитать. Чтобы предугадать, какие могут быть последствия таких построек, ученые и инженеры изготовляют модели участков рек и на них проводят эксперименты.
В последние десятилетия появились так называемые приливные гидростанции. Для их работы перегораживают плотиной узкие заливы на берегу океана. Во время прилива и отлива вода, проходя через плотину, заставляет вращаться турбины, производящие электроэнергию.
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.
При строительстве первых искуственных каналов , возводимых на, как правило, довольно плоских, негористых участках местности, их инженеры и строители предпочтали 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.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Система перевозки пассажиров и грузов, связывающая Запорожье с близлежащими территориями по реке Днепр. История Появление в Запорожье водного транспорта обусловлено историческим размещением поселений, на месте которых позже сформировался город по … Википедия
Координаты: 52°13′50″ с. ш. 11°42′04″ в. д. / … Википедия
