5. Водоскидна споруда. Розрахунок і проектування баштового водоскиду

Для скидання повеневих витрат із водосховища влаштовуються баштові водоскиди автоматичної дії. Спорожнення водосховища передбачається через донний водовипуск в башті, забір води може бути здійснений за допомогою труб, розташованих вище РМО на 0,5 м. Місце розташування водоскиду вибирають виходячи з таких умов: споруда повинна бути розташована на корінній основі; відмітка дна водовипускної і водопропускної труб споруди повинна забезпечувати можливість повного спорожнення водосховища; траса водоскиду повинна бути прямолінійною в плані. Споруда розташовується в пониженій частині водосховища в тілі земляної греблі. Баштовий водоскид складається з таких елементів: башти, донного водовипуска, камери затворів, водовідвідної труби, водобійного колодязя, рисберми, відвідного каналу і службового мосту.

5.1. Гідравлічний розрахунок водоскиду

Для скидання повеневих або паводкових витрат із водосховища в складі гідровузла влаштовується водоскидна споруда. В КП приймаємо водоскид 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 рисберми.

5.1.1. Башта водоскиду

Пропускна спроможність башти визначається за залежністю:

де: Q – розрахункова витрата, м³/с;

m – коефіцієнт витрати (m=0,4);

l – довжина водозливного фронту, м;

Н_ф – висота шару форсування над гребенем башти, м:

Н_ф=↓ФПР-↓НПР=577,1-576,5=0,6 (м)

З даної формули визначаємо l:

Приймаємо прямокутну форму окреслення башти з розмірами: довжина – 5,5 м, ширина – 4 м.

5.2. Водовідвідна труба

Рівень водовідвідної башти:

↓РВБ=↓НПР-0,3=576,5-0,3=576,2 (м)

Напір на трубу z визначається за формулою:

z=↓РВБ-↓РНБ, м

z=576,2-590,1=13,9 (м)

Для пропускання розрахункової витрати Q через водовідвідну трубу необхідно створити відповідний напір перед нею (z) в башті, значення якого можна визначити за залежністю:

де: μ – коефіцієнт витрати (0,6);

ω – площа поперечного перетину водовідвідних труб, м²;

z – різниця рівнів води усередині башти і нижньому б’єфі споруди.

Отже, з даної формули:

ω<3,5 м², отже приймаємо кількість труб – n=2.

Площу однієї труби визначаємо за формулою:

Приймаємо круглі в поперечному перерізі труби:

Приймаємо діаметр труб d=1,2 м.

Перераховуємо площу однієї труби з розрахунку, що d=1,2 м:

Ширина вихідного фронту всіх труб визначається за формулою:

b_тр=dּn+(n-1)ּt+2ּnּΔt, м

де: d – діаметр або внутрішня ширина труби, м;

n – кількість труб;

t – віддаль між окремими трубами, м;

Δt – товщина стінки труби (Δt=0,1 м).

b_тр=1,2ּ2+(2-1)ּ0,5+2ּ2ּ0,1=3,3 (м)

5.3. Відвідний канал

Глибина води в каналі визначається за такою формулою:

h_кан=↓РНБ-↓_{дна річки}

h_кан=418,4-416,8=1,6 (м)

Для розрахунку ширини каналу по дну b_k можна скористатися залежністю:

m=1,5, V_доп=0,75 м/с.

Так, як ширина каналу по дну велика (b_k>15 м) то дно і укоси каналу необхідно закріпити беотнними плитами і вибрати швидкість V_доп=2,5 м/с. Отже, приймемо b_k=10 м.