قناة مائية

الموسوعة الحرة
بوابة تصريف المياه

السد المائي ( يُلفظ : سلوس ) هو قناة مائية تحتوي على بوابة سد ، وهي نوع من الأقفال للتحكم في تدفق المياه ومستوى المياه. توجد أنواع مختلفة من بوابات السد المائي، منها البوابات ذات الأجنحة والبوابات المروحية.

تُستخدم البوابات المائية لتوجيه المياه نحو طاحونة مائية ، بما في ذلك نقل جذوع الأشجار من سفوح التلال شديدة الانحدار. وتُستخدم مصطلحات مختلفة إقليميًا للإشارة إلى البوابات المائية؛ وتُستخدم مصطلحات البوابة المائية ، وبوابة السكين ، والبوابة المنزلقة بشكل متبادل في صناعة معالجة المياه والصرف الصحي .

أصل الكلمة

يُشتق مصطلح "sluice" من الكلمة الإنجليزية الوسطى scluse، المشتقة بدورها من الكلمة الفرنسية القديمة escluse (الفرنسية الحديثة: écluse ). وهذه الكلمة بدورها مشتقة من الكلمة اللاتينية المتأخرة exclusa ، وهي اختصار للكلمة aqua exclusa ، وتعني "الماء المستبعد" أو "قناة مياه مغلقة". الكلمة اللاتينية exclusa هي صيغة اسم المفعول المؤنث من الفعل excludere ("يُغلق، يستبعد")، المشتق من ex- ("خارج") و claudere ("يُغلق"). [ 1 ]

أسماء المناطق

وصف

السد المائي عبارة عن قناة مائية تحتوي على بوابة متحركة تسمح بتدفق المياه من تحتها. تُعد البوابات المائية نوعًا من الأقفال للتحكم في تدفق المياه ومستوى سطحها. عند خفض البوابة، قد يفيض الماء من أعلاها، وفي هذه الحالة تعمل البوابة كحاجز . عادةً، تُحرك آلية ما البوابة لأعلى أو لأسفل. قد تكون هذه الآلية بسيطة، يدوية التشغيل، أو تعمل بسلسلة تُسحب/تُخفض، أو بنظام تروس دودي أو مسنن ، أو قد تعمل بالكهرباء أو بنظام هيدروليكي . أما البوابة ذات الصمام، فتعمل تلقائيًا دون أي تدخل أو مدخلات خارجية.

التصميم الأساسي

المعايير المهمة في تصميم بوابات التحكم في التدفق
المعايير المهمة في تصميم بوابات السدود.

تُعدّ البوابات المائية من أكثر المنشآت الهيدروليكية شيوعًا [ 6 ] ، وتُستخدم للتحكم في التدفق أو قياسه في القنوات المفتوحة. [ 7 ] وتُعدّ البوابات المائية الرأسية الصاعدة الأكثر شيوعًا في القنوات المفتوحة، ويمكنها العمل في ظل نظامين للتدفق: التدفق الحر والتدفق المغمور. أهم الأعماق التي يجب مراعاتها عند تصميم البوابات المائية هي:

  • Yيو{\displaystyle Y_{U}}عمق المنبع
  • Yجي{\displaystyle Y_{G}}: فتح بوابة السد
  • Yم{\displaystyle Y_{m}}: الحد الأدنى لعمق التدفق بعد بوابة السد
  • Yج1{\displaystyle Y_{J1}}: العمق الأولي للقفزة الهيدروليكية
  • Yج2{\displaystyle Y_{J2}}: العمق الثانوي للقفزة الهيدروليكية
  • Yد{\displaystyle Y_{D}}العمق في اتجاه مجرى النهر

الأنواع

مخطط أفقي لبوابة مروحة (التدفق من أسفل إلى أعلى الرسم التخطيطي) (ملاحظة: المناطق الرمادية هي المساحات الداخلية الفارغة التي يمكن أن يتدفق فيها الماء). 1: أنبوب يربط الحجرة بجانب الماء المرتفع للبوابة. 2: بوابات لتنظيم مستوى الماء في الحجرة. لا يمكن فتح سوى بوابة واحدة في كل مرة. 3: أنبوب يربط الحجرة بجانب الماء المنخفض للبوابة. 4: الحجرة التي يمكن التحكم في مستوى الماء فيها. 5: باب ذو سطح أكبر . 6: باب ذو سطح أصغر. عند فتح الأنبوب المتصل بجانب الماء المرتفع (1)، سيرتفع مستوى الماء في الحجرة (4) إلى نفس المستوى. ولعدم وجود فرق في الارتفاع عبر البوابة الأكبر (5)، فإنها لا تُؤثر بأي قوة. ومع ذلك، فإن البوابة الأصغر (6) لها مستوى أعلى على جانب المنبع، مما يُؤثر بقوة لإغلاق البوابة (عكس اتجاه عقارب الساعة). عند فتح الأنبوب المؤدي إلى جانب الماء المنخفض (3)، سينخفض ​​مستوى الماء في الحجرة (4)، مما يُسلط قوة على الباب الكبير (5) في اتجاه الفتح (مع عقارب الساعة). يكون فرق الضغط على كلا البابين متساوياً، لكن مساحة سطحهما مختلفة. هذا يضمن أن قوة الفتح (على الباب 5) تتغلب على قوة الإغلاق (على الباب 6)، مما يؤدي إلى دوران الباب مع عقارب الساعة وفتحه.
بوابة المروحة
( بالهولندية : waaiersluis ) اخترع المهندس الهيدروليكي الهولندي يان بلانكن هذا النوع من البوابات عام 1808. وكان يشغل آنذاك منصب المفتش العام لإدارة موارد المياه في مملكة هولندا . [ 8 ] تتميز البوابة المروحية بخاصية فريدة، وهي إمكانية فتحها باتجاه ارتفاع منسوب المياه بالاعتماد على ضغط الماء فقط. استُخدم هذا النوع من البوابات في المقام الأول لإغراق مناطق معينة عمدًا ، كما في حالة خط المياه الهولندي . ولا يزال هذا النوع من البوابات موجودًا في بعض الأماكن حتى اليوم، مثل مدينة غودا . تتكون البوابة المروحية من حجرة منفصلة يمكن ملؤها بالماء، ويفصلها عن جانب السد ذي منسوب المياه المرتفع باب كبير. عند فتح الأنبوب الذي يربط الحجرة المنفصلة بجانب السد ذي منسوب المياه المرتفع، يرتفع منسوب المياه، وبالتالي ضغط الماء في الحجرة المنفصلة، ​​إلى نفس مستوى الضغط في جانب السد ذي منسوب المياه المرتفع. ولعدم وجود فرق في الارتفاع عبر الباب الكبير، فإنه لا يُؤثر بأي قوة. مع ذلك، فإن البوابة الأصغر حجماً تتميز بمستوى أعلى في الجانب العلوي، مما يُولّد قوة لإغلاقها. عند فتح الأنبوب المؤدي إلى الجانب السفلي، سينخفض ​​مستوى الماء في الحجرة. وبسبب اختلاف مساحة سطحي البوابتين، ستكون هناك قوة محصلة لفتح البوابة.
بوابة تصريف المياه ذات الغطاء القلاب
نوع أوتوماتيكي بالكامل، يُتحكم فيه بواسطة ضغط الماء المتدفق عبره؛ طريقة عمله مشابهة لصمام عدم الرجوع . وهو عبارة عن بوابة مفصلية في الأعلى. عندما يكون الضغط من جانب واحد، تبقى البوابة مغلقة؛ وعندما يتجاوز الضغط من الجانب الآخر عتبة معينة، تفتح البوابة.
قنوات قطع الأشجار
في جبال الولايات المتحدة، كانت قنوات نقل الأخشاب تنقل جذوع الأشجار من سفوح التلال شديدة الانحدار إلى أحواض مناشر الأخشاب أو مناطق التخزين أسفل المنحدر. وكان قطع الأشجار في القرن التاسع عشر نشاطًا شتويًا تقليديًا للرجال الذين يقضون الصيف في العمل بالمزارع. وفي المناطق التي تشهد ليالي شديدة البرودة، كان يتم رش قنوات نقل الأخشاب بالماء كل ليلة لتكوين طبقة جديدة من الجليد الزلق، مما يقلل من احتكاك جذوع الأشجار الموضوعة في القناة في صباح اليوم التالي. [ 9 ]
قناة الطاحونة
قناة الطاحونة ، أو قناة المياه ، أو قناة الضغط ، أو قناة التوجيه، هي عبارة عن قناة لتوجيه المياه نحو طاحونة مائية .
قناة إبرة
قناة مائية تتكون من عدد من الإبر الرقيقة المثبتة على إطار صلب من خلال ضغط الماء كما هو الحال في سد الإبر .
بوابة سد شعاعية
هيكلٌ يُستخدم فيه جزءٌ صغيرٌ من سطحٍ أسطوانيٍّ كبوابة، مدعومٌ بهياكل شعاعيةٍ تمرُّ عبر نصف قطر الأسطوانة. وفي بعض الأحيان، يُضاف ثقلٌ موازن.
بوابة سد القطاع الصاعد
كما أنه جزء من سطح أسطواني، يستقر في قاع القناة ويرتفع عن طريق الدوران حول مركزه.
بوابة تصريف رأسية صاعدة
صفيحة تنزلق في الاتجاه الرأسي، والتي يمكن التحكم بها بواسطة الآلات.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ قاموس أكسفورد الإنجليزي (OED). "sluice, n." مطبعة جامعة أكسفورد. تم الاسترجاع من www.oed.com.
  2. ↑ "تركيز على علم الآثار الصناعية، العدد 68، يونيو 2007" . موقع جمعية هامبشاير لعلم الآثار الصناعية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10 نوفمبر 2007. تاريخ الاطلاع: 30 أكتوبر 2007 .
  3. ↑ دانينغ، ر. و. (2004). تاريخ مقاطعة سومرست: المجلد 8: الأراضي المستصلحة والمستويات ( تاريخ مقاطعة فيكتوريا ). أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 1-904356-33-8.
  4. ↑ "«هانتسبيل»، تاريخ مقاطعة سومرست: المجلد 8: الأراضي المستوية والمستويات . التاريخ البريطاني على الإنترنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أكتوبر 2007 .
  5. ^ “تكنولوجيا تنظيم المياه في الخزانات السريلانكية القديمة: سد بيسوكوتوا” (PDF) . slagconr.net . ص. 1 . تم الاسترجاع 14 أغسطس 2012 . 
  6. ↑ وايت، فرانك م. (2011). ميكانيكا الموائع ( الطبعة السابعة). نيويورك، نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN  978-0-07-742241-7. OCLC 548423809 . 
  7. ↑ سيلفا، كارلوس أوتيرو؛ ريجو، مانويل (يونيو 2017). "قياسات معدل التدفق تحت بوابات التحكم" . مجلة هندسة الري والصرف . 143 (6): 06017001. Bibcode : 2017JIDE..143R7001S . doi : 10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001177 . hdl : 10174/22465 . ISSN 0733-9437 . 
  8. ^ بلانكين جي جي زد. (1808). Nieuw ontwerp tot het bowen van minkostbare sluizen, welke alle de vereischten der bekende sluizen bezitten, en daarenboven de steeds ontbrekende, meer uitgebreide nuttigheden van dezelve vervullen kunnen (باللغة الهولندية).; جودريان، أدريانوس فرانسيسكوس (1809). أثناء التعامل مع هذه المشكلة، تم تسليم المفتش العام بعد ذلك إلى كونينجريك هولاند، ج. Vergelijking met zijnen over dit onderwerp gedruktenموجز، en het antwoorddoor eerstgenoemden daar op uitgegeven (باللغة الهولندية). أمستردام: فان إسفلدت هولتروب.
  9. ↑ جونز، روبرت سي. (1979). قدمان بين القضبان (المجلد 1 - السنوات الأولى) . كتب ساندانس. ISBN 0-913582-17-4.

للمزيد من القراءة

  • كريتندن، إتش. تمبل (1976). الطريق ذو المناظر الخلابة في ولاية مين . مطبعة ماكلين.
  • مودي، لينوود دبليو. (1959). فرسان مين ذوو القدمين . هاول-نورث.
  • كورنوال، إل. بيتر وفاريل، جاك دبليو. (1973). ركوب نهر ساندي . باسيفيك فاست ميل.
  • بوابات وادي سوار
  • مجمع بوابات فصل المياه المالحة/العذبة (جزء من دلتا وركس)