2.3 Проверка на пропуск поверочного расхода

(2.3.1)

где - максимальный расчётный расход, с учётом трансформации паводка, принимаемый при обеспеченности 0,01% для I класса сооружений [3, 5.4 табл.2],

- максимальных расход, требующийся для выработки установленной мощности станции.

Так как производить расчет для поверочного случая не требуется. ФПУ обеспечит пропускную способность.

2.4 Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе

При движении через водослив или при истечении из-под затвора, в том числе расположенного над гребнем водослива, можно выделить три режима сопряжения поступающей в нижний бьеф струи с потоком в нижнем бьефе:

• Донный режим, при котором транзитная струя устойчиво примыкает к дну и наибольшие осредненные скорости располагаются вблизи дна;

• Поверхностный режим, при котором транзитная струя располагается на поверхности или вблизи нее. Наибольшие осредненные скорости при этом приближены к поверхности. Такой режим наблюдается, например, за сооружением с низовым вертикальным уступом;

• Смешанный поверхностно-донный режим, при котором транзитная струя вблизи сооружения находится на поверхности, а ниже по течению устойчиво примыкает ко дну.

Расчет сопряжения потока в нижнем бьефе при донном режиме выполняется в следующем порядке.

В бытовых условиях при уклоне дна отводящего русла поток находится в спокойном состоянии а непосредственно за водосливом – в бурном.

Сопряжение бурного потока со спокойным происходит в форме гидравлического прыжка. При этом в зависимости от соотношения глубины и бытовой глубины устанавливаются следующие типы сопряжения бьефов:

сопряжение по типу отогнанного прыжка;

сопряжение в виде прыжка в сжатом сечении;

сопряжение в виде надвинутого (затопленного) прыжка.

Рисунок 3 - Схема к расчету сопряжения бьефов

Определяются параметры прыжка для прямоугольного русла.

Предварительно определяем критическую глубину:

(2.4.1)

Вычислим полную удельную энергию в сечении перед водосливом:

(2.4.2)

Определяем отношение:

(2.4.3)

Коэффициент скорости по [5].

По графику М. Д. Чертоусова [5] в зависимости от коэффициента скорости и определяем .

Вычисляем сопряженные глубины:

(2.4.4)

(2.4.5)

Определим тип прыжка:

имеем отогнанный прыжок.

Отогнанный прыжок за плотиной не допускается, и проектируется сопряжение бьефов по типу затопленного прыжка. Для этого необходимо создать с нижним бьефом соответствующую глубину или погасить часть избыточной энергии с помощью гасителей энергии. Применим гашение избыточной энергии с помощью отлета струи.

2.5 Гашение энергии потока. Расчет отлёта струи

Высота от дна, до носочка:

где

Отметка носка:

Скоростное падение (напор воды на носке):

Скорость потока воды на носке:

где - коэффициент скорости потока, принимаю равным 0,9.

Высота потока воды на носке:

где

Число Фруда:

Дальность отлёта струи:

где - коэффициент аэрации, принимаю равным 0,8; - угол наклона носка, принимаю равным ;

Таким образом:

Проверка дальности отлета струи на безопасное расстояние:

где H – высота плотины

Условие выполнено, яма размыва на безопасном расстоянии от основания плотины.

Определим глубину размыва:

где

где - средняя крупность отдельностей, в расчёте принять 1м.

Таким образом:

Расстояние до центра ямы:

где

Длина горизонтального участка ямы размыва вдоль течения на уровне не размытого русла равна:

(2.5.13)