13.Схеми розташування водопропускних споруд у вузлі.

Призначення водопропускних споруд. При глухих греблях для пропуску надлишкових повеневих вод, корисних попусків води з

водосховища, а також спуску води з метою часткового або повного спорожнення водосховища, влаштовуються водопропускні споруди. Споруди, які необхідні для скидання надлишкових повеневих витрат, називаються водоскидними або водоскидами.

Для здійснення корисних попусків води з водосховища в розташований в нижньому б'єфі канал, трубопровід або русло річки застосовуються водовипуски. Водовипуски часто називають водоприймачами, а також водозабірними спорудами.

Для повного або часткового спорожнення водосховища в зв'язку з ремонтом або оглядом споруд, які розташовані у верхньому б'єфі, для змиву наносів, які відклалися у водосховищі, а також для оновлення води в рибоводних ставках, застосовують водоспуски (донні випуски). В окремих випадках деякі типи водопропускних споруд можуть бути водоскидними, водозабірними і водоспускними.

При будівництві гідровузла або окремих його споруд виникає необхідність у влаштуванні тимчасових водопропускних споруд або отворів на період будівництва.

Їх називають водопропускними спорудами будівельного періоду (будівельними водоскидами) і досить часто поєднують з експлуатаційними водоскидами або водовипусками.

15. Траншейні водоскиди.

При значних скидних витратах і крутих схилах долини влаштування фронтального автоматичного водоскиду досить ускладнено, тому що це пов'язано або із значною шириною водозливного порога і водоскидного каналу, або із збільшенням напору на порозі (більше 4 м), що підвищило б висоту греблі і, як результат, її вартість. В таких випадках, особливо якщо береги складені скельними або напівскельними породами, вигідно застосовувати траншейні водоскиди. У таких водоскидів водозливний поріг розташовується вздовж горизонталей берегового схилу нормально (або близько до нього) до поздовжньої осі греблі (рис. 5.3) і на ділянці водозливу потік рухається із збільшенням витрати вздовж шляху. З траншеї водний потік надходить в скидний, канал, по якому рухається до спрягаючої споруди і скидається через відвідний канал в тальвег. Головна частина траншейних водоскидів може бути як регульованою, так і нерегульованою (автоматичною).

Вода, яка переливається в скидну траншею, змінює напрямок руху (майже на 90°), створюючи досить складний гвинтовий рух в самій траншеї, паралельний фронту водозливного порога. В зв'язку зі складністю руху води в траншеї, для таких умов рекомендуються тільки наближені методи її гідравлічного розрахунку.

Є. О. Замарін запропонував досить простий спосіб розрахунку траншеї, при якому її розміри попередньо задаються, а потім вони уточнюються. З економічних і експлуатаційних умов вибирається значення перевищення Н повеневого рівня води (ФПР) над нормальним підпірним рівнем (НПР) водосховища.

Довжина водозливного порога визначається з умов руху води через незатоплений або затоплений водозлив або

або ,

де Q – максимальна розрахункова витрата; т – коефіцієнт витрати водозливу; Н – напір на порозі водозливу; φ – коефіцієнт швидкості; h – глибина на порозі водозливу в кінці вхідної ділянки; z – різниця рівнів води у водосховищі і траншеї.

Попередньо задавшись шириною дна траншеї, яка поступово розширюється, можна визначити витрату, яка проходить через відповідний переріз, за залежністю

,

де т — коефіцієнт витрати водозливу; х – відстань від торця траншеї до відповідного перерізу.

Глибина води в кожному перерізі визначається за залежністю h = Qx / втрV, де втр – ширина траншеї низом; V – швидкість руху потоку в даному перерізі.

Гідравлічний уклон визначається за залежністю , п – коефіцієнт шорсткості, який для попередніх розрахунків становить 0,02; R – гідравлічний радіус.

Знаючи уклон вільної поверхні потоку в кожному перерізі, знаходяться їх середні значення між перерізами іср = 0,5 (іп + іп+1) і визначаються втрати напору на довжині між ними hW = icpl, де l – відстань між перерізами (довжина ділянки). Відклавши від площини порівняння, яка проходить через відмітку вільної поверхні потоку на початку траншеї (ох), втрати напору в розрахункових перерізах, отримуємо вільну поверхню потоку по довжині траншеї (рис.5.4). Далі, відклавши від вільної поверхні глибини води в перерізах, отримуємо відповідні точки дна траншеї. З'єднавши плавною кривою ці точки будується обрис дна траншеї. Наведений метод розрахунку є наближеним і тому при проектуванні відповідальних споруд параметри траншейного водоскиду, що отримані в результаті розрахунку, уточнюються на основі результатів їх гідравлічних досліджень в лабораторних умовах.