30. Сопряжение бьефов. Типы сопрягающих устройств и их отличительные особенности.

При уклоне отводящего русла возможны три типа сопряжения бьефов.

Первый тип: сопряжение бьефов при помощи отогнанного гидравлического прыжка. В этом случае прыжок оказывается на некотором расстоянии от сооружения. Длина l называется длиной отгона прыжка; она представляет собой длину кривой подпора.

Второй тип: гидравлический прыжок в сжатом сечении. В этом случае нижний бьеф не затапливает прыжка, но и отгона прыжка тоже нет; прыжок начинается в сжатом сечении (l=0). Сопряжение потока в этом случае называется сопряжением бьефов с надвинутым прыжком.

Третий тип: сопряжение бьефов при помощи затопленного гидравлического прыжка. В этом случае нижний бьеф затапливает прыжок.

31. Конструктивные элементы нижнего бьефа. Водобой, рисберма, ковш.

Для защиты грунтов основания от размыва потоком, сбра­сываемым через плотину, устраивают водобойс гасителями энергии, гибкую рисберму и ковш.

Водобой

Водобой предназначен для гашения энергии потока, сходя­щего с водослива, и устраивается в виде железобе­тонной плиты.

Для большего гашения на во­добое размещают шашки, пирсы, гасители-растекатели.

Рисберма — участок за водобоем, предназначенный для ус­покоения и рассеяния потока. Выполняется чаще всего в виде крепления из бетонных или железобетонных плит, расположенных в шахматном порядке. Вес конструк­ций рисбермы по течению должен постепенно уменьшаться, обычно это достигается уменьшением толщины плит. Пли­ты бетонируют на месте, выполняют их квадратными или прямо­угольными, размером от 2 до 20 м. Плиты имеют дренажные от­верстия 0,15÷0,25 м, на расстоянии друг от друга в плане до 5 м, под плитами устраивают обратный фильтр.

Концевой участок рисбермы выполняется в виде ковша. 

32. Водобой. Его назначение. Определение длины водобоя, толщины плит крепления. Нагрузки, действующие на водобой.

Водобой предназначен для защиты от размыва русло за водосливной плотины. Водобойную плиту выполняют в виде массивной армированной бетонной плиты. Длина при отсутствии на ней гасителей принимают равной 1-1,25 длины гидравлического прыжка, при наличии гасителей и колодца 0,8-1 длины прыжка.

Длина водобоя определяется длиной гидравлического прыжка. При отсутствии гасителей энергии длина водобоя определяется по формуле:

, м;

При наличии водобойного колодца или стенки длина водобоя принимается равной:

,

где: - толщина водобойной стенки.

- длина затопленного прыжка, определяемая по формуле (2.30).

Длина гидравлического прыжка может быть определена по формуле Н.Павловского:

,

где: и– соответственно первая и вторая сопряженные глубины,

Толщина плит водобоя определяется по формуле :

, м; (2.34)

где: – глубина в жатом сечении, м, определяется из формулы;

–скорость течения воды в жатом сечении, м/с;

- м³/с – расчетный расход через водосливную плотину;

, – ширина водобоя, м.

Для успокоения потока и рассеяния его за пределами водобоя устраивается рисберма.

Длина рисбермы определяется по формуле:

, м;

где: – удельный расход на рисберме, м²/с