3. Водосбросное сооружение

В составе речных гидроузлов обычно предусматривают водопропускные сооружения. Водопропускными называются сооружения, обеспечивающие пропуск воды через гидроузел для различных водохозяйственных целей. По назначению они подразделяются на водосбросы, водовыпуски и водоспуски.

Водосбросы - это сооружения для сброса из водохранилища в нижний бьеф паводковых расходов. Через них могут пропускаться также лед, шуга, другие плавающие тела.

В состав гидроузла входит многоступенчатый перепад.

3.1. Выбор трассы водосброса

Трассу быстротока назначают с со­блюдением следующих условий:

сооружение размещается на естест­венном грунте, который обладает до­статочной прочностью, в том числе и фильтрационной;

длина водосброса и объем выемки грунта по возможности наименьшие;

исключается подмыв сооружений гидроузла и берегов;

отсутствует подпор здания ГЭС вследствие отложения в нижнем бьефе продуктов размыва дна сходящим с бы­стротока потоком (т. е. в результате об­разования так называемого бара).

3.2. Выбор состава и типов сооружений водосброса

В состав данного гидроузла входит открытый береговой водосброс, который включает: подводящий канал, водосливную плотину с широким порогом, многоступенчатый перепад, отводящий канал.

Подводящий канал обеспечивает плавный подход воды к водосливу. В плане он имеет криволинейное очертание с радиусом закругления оси , где - ширина канала по дну. Канал имеет трапецеидальное поперечное сечение с заложением откосов равным 1 , имеет горизонтальное дно на отметке 126 м, укрепленное каменной наброской.

Головная часть представляет собой плотину с широким порогом. Плотина расположена в плане нормально к оси водосбросного тракта. Водосливная часть ограничивается береговыми устоями и разбивается бычками на отдельные водосливные отверстия, перекрываемые затворами (ремонтными и рабочими).

Сопрягающее сооружение устраивается в виде многоступенчатого перепада

3.3. Гидравлические расчеты

3.3.1 Гидравлический расчёт подводящего канала.

Подводящий канал рассчитывается на неразмываемость и незаиляемость русла.

Канал имеет трапецеидальное поперечное сечение, заложение откосов равно 1. Площадь поперечного сечения ,

где ширина канала по дну;

- заложение откосов;

глубина воды в канале;

скорость течения воды определяется ;

Проверка на незаиляемость

;

м

величина допустимой неразмывающей скорости (табл.11-3[2]),

. В качестве крепления принимаем сборные ж/б плиты с размерами в плане 3×3м и толщиной 0,2м.

3.3.2. Гидравлический расчет головной части

Гидравлический расчет водосливной плотины с широким порогом состоит в определении размеров (ширины и высоты) водосливных отверстий, их количества и проверки пропускной способности принятых размеров водосливных отверстий по формуле:

,

где - коэффициент подтопления водослива;

- коэффициент бокового сжатия;

- коэффициент расхода водослива;

Н_о - напор на водосливе с учетом скорости подхода;

g - ускорение свободного падения;

- количество водосливных отверстий;

b - ширина водосливного отверстия;

Q - расчётный паводковый расход, .

В первом приближении принимается =1,0; =1,0; m=0,38 и 2м. Подставляя в формулу ориентировочные значения , ,m и Н₀, определяется величина :

По найденной величине в соответствии со стандартными размерами отверстий (табл.3.8[1]), учитывая, что по условиям эксплуатации количество водосливных отверстий следует принимать не менее трех, назначается ширина водосливных отверстий и их количество:

,

Уточняются значения , ,m и Н₀

Н=2,0м

м, м

Условие выполняется.

Окончательно принимаем n×b=4×5,5м.