5. Водоскидна споруда

Для скидання повеневих витрат із водосховищ влаштовують баштові водоскиди автоматичної дії (рис. 5.1.). Спорожнення водосховища передбачається через донний водовипуск в башті, забір води може бути здійснений за допомогою труб, розташованих вище РМО на 0,5м. Місце розташування водоскиду вибирається виходячи із таких умов: споруда повинна бути розташована на корінній основі; відмітка дна водовипускної і водопропускної труб споруди повинна бути прямолінійною в плані.Споруда розташовується в пониженій частині водосховища в тілі земляної греблі. Баштовий водоскид складається з таких елементів: башти (1), донного водопспуска (2), камери затворів (3), водовідної труби (4), водобійного колодязя (5), рисберми (6), відвідного каналу (7), службового мосту (8).

Приймальною частиною водоскиду є башта, яка може бути прямокутного, круглого або овального окреслення в плані і розташовується в тілі греблі.

Рис.5.1 Повздовжній розріз баштового водоскиду

5.1. Гідравлічний розрахунок водоскиду

Для скидання повеневих або паводкових витрат із водосховища в складі гідровузла влаштовується водоскидна споруда. В проекті тип водоскиду приймаємо баштовий.

Гідравлічний розрахунок баштового водоскиду включає визначення:

1. Довжини водозливного фронту

2. Поперечних розмірів горизонтальної водовідвідної труби або труб

3. Розміри відвідного каналу

4. Розміри водобійного колодязя

5.1.1. Башта водоскиду

Пропускна спроможність башти визначається по залежності:

_{, м}³_{/с (5.1)}

Q_р — розрахункова витрата, м³/с

m — коеф. витрати, що вибирається в межах 0,38...0,40. m = 0,40;

l — довжина водозливного фронту, м

ФПР - НПР=156,475-155,775=0,7 м

0,7 м; при v_o <0,5 м/с швидкість не враховується : v_o =0.

H_o= 0,7м.

З даної формули визначаємо l:

м, (5.2)

Приймаємо круглу форму окреслення башти.

5.1.2. Водовідвідна труба

Визначаємо рівень води в башті:

РВ_баш = НПР – 0,3 = 155,775 − 0,3 =155,475 м, (5,3)

Значення перепаду в башті:

z_mp = РВ_баш - РНБ = 155,475 –148,7 = 6,775 м, (5,4)

Площа поперечного перерізу відвідних труб:

м², (5,5)

де  - коефіцієнт витрати ( = 0,6)

Тоді знаходимо площу поперечного перерізу однієї труби.

, (5,6)

Діаметр труби приймаємо 1,6 м.,тому що Н₂=1,8м. Кількість труб має бути ≥ w_тр,. Приймаємо 3 труби площею поперечного перерізу 2,00 м².

5.1.3. Водобійний колодязь

Колодязь проектуємо у вигляді розтрубу, який розширюється у плані від ширини вихідного фронту труб (b_тр) до ширини відвідного каналу. Рисберму розташовуємо на початку відвідного каналу і виконуємо з розширенням. Центральний кут розширення потоку  становить 20⁰.

Рис. 5.2. Схема до розрахунку водобійного колодязя

Глибину води на виході труби h₁ (перша спряжена глибина) визначаємо (для круглих труб, як в нашому випадку) за залежністю:

, м (5.7)

Труб буде три. Ширина вихідного фронту визначається за формулою:

(5.8)

Δt – товщина труби = 10÷15 см.

t – віддаль між трубами (від 0,3 м.).

n – кількість труб.

d – діаметр труби.

Визначаємо радіус r₁ який відповідає спряженій глибині:

, м (5.9)

Кут розширення в радіанах:  = 0,349

Знаходимо критичну глибину:

, м (5.10)

 - значення кількості руху (  1,0)

Число Фруда в початковому перетині:

(5.11)

Оскільки число Фруда F_r=0,78>1 то потік знаходиться в спокійному стані тому водобійний колодязь влаштовувати не потрібно .