6.2.3 Определение ширины водосливного фронта

Гидравлический расчёт выполняется с целью определения ширины водосливного фронта и размера водосливных отверстий, формы водосливной грани, типа сопряжения потока в НБ, размеров и типа гасителей энергии потока в НБ.

Расчётный максимальный расход для первого класса капитальности является расход 0,1% обеспеченности, для поверочного – 0,01% обеспеченности.

Данные для расчёта основного расчётного случая:

– Q=4439 м³/с при обеспеченности 0,1 %;

– НПУ = 47,0 м;

– УНБmin = 14 м;

– Н = 33,7 м.

Данные для расчёта поверочного расчётного случая:

– Q=5550 м³/с при 0,01% обеспеченности;

– ФПУ =49,0 м;

– УНБmax = 15;

– Н = 34 м.

Выбор типа, числа и размеров отверстий водосливной плотины необходимо производить исходя из требований пропуска расчётного расхода воды основного расчётного случая, затем их число подлежит проверке на поверочный расчётный случай. Пропуск расчётного расхода воды для поверочного случая надлежит выполнять при ФПУ всеми пропускными сооружениями.

Расчётный расход, сбрасываемый через водосливную плотину при НПУ:

, (6.18)

где максимальный основной расход, с учётом трансформации паводка, принимаемый при обеспеченности 0,1% для I класса сооружений [7, 5.4 табл.2].

Ширина водосливного фронта:

где удельный расход на водосливе:

, (6.20)

где удельный расход на рисберме:

, (6.21)

где глубина воды в нижнем бьефе, определяется по кривой Q = f(H) (рис. 1) при ;

не размывающая скорость для суглинка.

Ширина водосливного фронта должна соответствовать стандартному ряду [8], поэтому полученное значение округляется в большую сторону. Округляем до 108 метров, принимаем количество пролетов по 18 метра.

Уславливаемся что каждый бык является разрезным с шириной 4 метра. Получим 5 быков, по краям водосливного фронта устанавливаем полу–быки. Таким образом ширина водосливного фронта без быков 128 метров, с быками 62 метров.

6.2.4 Определение отметки гребня водослива

Используя формулу расхода через водослив, определим полный напор на водосливе в первом приближении, т.е. без учёта бокового сжатия и подтопления водослива:

где – коэффициент расхода водослива безвакуумного профиля, принимаем в дипломном проекте очертание водосливной стенки Кригера– Офицерова типа А, m = 0,49 (см. рис 6.1.);

– принимается только для водосливного фронта без быков.

Рисунок 6.1 очертание водосливной стенки Кригера–Офицерова тип А

Во втором приближении, с учётом бокового сжатия и подтопления, полный напор на водосливе:

где коэффициент формы водослива;

коэффициент бокового сжатия;

коэффициент подтопления;

для безвакуумного профиля, построенного по координатам Кригера – Офицерова [8].

Коэффициент сжатия определяется по формуле Френсиса – Кригера [8]:

где коэффициент формы береговых устоев или промежуточных быков водослива (см рис. 6.2).

Рисунок 6.2 форма боковых устоев

Геометрический напор на гребне водослива без учета скорости подхода потока к водосливу

где скорость потока на подходе к плотине, определяемая по формуле:

где в расчетах принимаем

Определим ближайшее стандартное значение напора, согласно [8]:

Отметка гребня водослива:

. (6.27)