3. Водосбросные сооружения
3.1. Типы водосбросных сооружений
Главнейшим параметром водосброса является расход воды Qc6p, м3/с, который необходимо пропустить из верхнего бьефа в нижний в период паводка или половодья.
Сбросной расход определяется максимальными расходами реки, величина которых назначается по обеспеченности (табл. 2.10) в соответствии со СНиП 33-01-2003.
К другим параметрам водосбросов в зависимости от их типа относятся: число и размеры водосбросных отверстий, длина водосбросного (водосливного) фронта, площади поперечного сечения отводящих сооружений, размеры гасящих энергию потока сооружений и др.
Таблица 2.10
Обеспеченность расчетных максимальных расходов воды
|
Расчетный случай |
Обеспеченность, %, при классе водосброса | |||
|
I |
II |
III |
IV | |
|
Основной |
0,1 |
1,0 |
3 |
5 |
|
Поверочный |
0,01 |
0,1 |
0,5 |
1 |
В водосбросах принято выделять три основные части: головная, отводящая и гасящая (гаситель энергии воды).
Тип водосброса определяется, как правило, головной частью. В гидроузлах на малых реках наиболее распространены следующие типы водосбросов: водосливные плотины, водосбросы башенные, трубчатые, береговые, естественные. Водосбросы могут быть автоматического действия, когда сброс воды осуществляется при превышении уровня верхнего бьефа порога или гребня водосброса, и полуавтоматическими, в которых сброс воды происходит при открытии затворов.
Рис.
… Водосливная плотина
3.2. Конструкции водосбросных сооружений
Водосливные плотины выполняются обычно с широким и низким порогом, отверстия водослива перекрываются затворами (рис. 2.10). Такие плотины применяются при сравнительно больших сбросных расходах. Строятся по индивидуальным или типовым проектам. Например, в типовом проекте 413-1-1 представлена конструкция водосбросной плотины на расход воды до 160 м3/с.
При меньших сбросных расходах воды распространены башенные водосбросы. На рис. 2.11 показан башенный водосброс автоматического действия. Сброс максимальных расходов воды осуществляется переливом через гребень башни при форсировке уровня водохранилища до ФПУ. В башне имеется донное водоспускное отверстие с затвором, позволяющее подавать санитарные попуски в нижний бьеф и опорожнять водохранилище.
Из трубчатых водосбросов преимуществом пользуются водосбросы трубчатые с ковшовым верховым оголовком (рис. 2.12) по типовому проекту 820-208. Они рассчитаны на сбросной расход до 50 м3/с при перепаде уровня бьефов от 7 до 15 м. Водосбросы представляют собой железобетонные водоводы из одной, 2-х, 3-х или 4-х ниток круглых труб с входным и выходным оголовками; диаметр труб 1,4 м. Сброс воды производится при форсировке уровня верхнего бьефа.
К береговым водосбросам относят быстротоки и многоступенчатые перепады. Они являются открытыми водосбросами. Могут снабжаться затворами или быть автоматического действия. На рис. 2.13 представлена схема быстротока. Быстротоки могут строиться по типовым проектам. Так, водосброс открытый автоматического действия при перепаде уровней воды бьефов 5÷15 м на сбросной расход 20÷50 м3/с, по типовому проекту 820-4-1, представляет собой открытый лоток; он состоит из подводящего и отводящего каналов, входного оголовка с мостом, быстротока и концевого участка. Сооружение запроектировано из сборно-монолитного железобетона с применением унифи цированных изделий. Сброс воды осуществляется при форсировке (увеличении) уровня верхнего бьефа над НПУ на 0,6…0,8 м.
В русловых гидроузлах используют пойму реки как естественный водосброс. По пойме может пропускаться как весь расход гидроузла, так и его часть (рис. 2.2).
Плотина перегораживает русло и часть поймы и поддерживает уровень верхнего бьефа, равный НПУ. При подъеме уровня воды выше НПУ часть расхода вытекает на пойму между дамбой и склоном долины и уходит в нижний бьеф.
Рис. 5.11. Низконапорный гидроузел с водосливной плотиной:
а – схема гидроузла; б – водосбросной шлюз; в – водосливная плотина; 1 – понур; 2 - водослив; 3 – водобой; 4 – рисберма; 5 – пазы затворов; 6 – мост