Водопропускные сооружения водохранилищных гидроузлов
Лекция 1. 1. Водопропускные сооружения водохранилищных гидроузлов.
При строительстве гидроузлов на водотоках предусматриваются водопропускные сооружения. Водопро
ускные сооружения предназначены для следующих целей:
1. для пропуска наибольших паводков (половодных и дождевых) и других неиспользуемых расходов воды в период наполненного водохранилища при расчетных уровнях воды; полезных попусков воды из водохранилища; пропуска льда и шуги из верхнего бьефа в нижний (если это необходимо), а также плавающих тел - такие сооружения называются в о д о с б р о с а м и;
2. для полного или частичного опорожнения водохранилища в заданный срок для осмотра и ремонта сооружений, находящихся в верхнем бьефе; частичного промыва наносов из водохранилища; полезных попусков воды - такие сооружения называются в о д о с п у с к а м и или в о д о в ы п у с к а м и
В дальнейшем основное внимание будет уделено водосбросам высоконапорных гидроузлов, главным образом, с грунтовыми плотинами.
Вид, состав и компоновка водопропускных сооружений в гидроузле зависят от расчетного расхода, перепада уровней бьефов, назначения и типа гидроузла, топографических и геологических условий створа и эксплуатационных требований.
1.1. Классификация водосбросов.
Водосбросные сооружения, или водосбросы целесообразно разделить:
Рекомендуемые материалы
- по расположению в гидроузле на п л о т и н н ы е и б е р е г о в ы е;
- по гидравлическим признакам на б е з н а п о р н ы е и н а п о р н ы е;
- по конструкции на о т к р ы т ы е и з а к р ы т ы е (замкнутого поперечного сечения).
П л о т и н н ы е водосбросы могут быть поверхностными и глубинными. В большинстве случаев поверхностные водосбросы высоко- напорных бетонных плотин выполняются в виде водосливов (рис.1.1,а). Их достоинство заключается в том, что тело плотины не ослабляется отверстиями, затворы отсутствуют или находятся в легких условиях, возможен сброс из водохранилища плавающих тел.
Глубинные водосбросы (а также водовыпуски и водоспуски) в теле бетонных плотин представляют собой водоводы замкнутого круглого или прямоугольного поперечного сечения (рис.1.1,б,в).
Рис. 1.1. Основные типы водосбросов в теле высоких бетонных плотин.
Поток в глубинных водосбросах напорный по всей длине или на некоторой части со стороны верхнего бьефа. Глубинные водосбросы применяются в тех случаях, когда необходима глубокая сработка водохранилища (например, при опорожнении водохранилища), а также для пропуска строительных расходов в процессе наполнения водохранилища при возведении плотины.
Б е р е г о в ы е водосбросы применяются на гидроузлах с грунтовыми плотинами, а также на гидроузлах с бетонными плотинами в узких створах. Выполняются они в виде быстротоков или туннельных водосбросов - безнапорных или напорных. Вариант компоновки гидроузла с береговым водосбросом отличается разнообразием типов водосбросов.
Головная часть такого водосброса представляет собой водослив, предшествуемый коротким подводящим каналом (подходной выемкой). Водослив может быть с широким порогом и практического профиля, прямым и кривым в плане, располагаться нормально берегу, по оси плотины (с нормальным отводом воды) ( рис. 1.2,а ), и вдоль берега, если он крутой (с боковым отводом воды, траншейный) (рис. 1.2,б); может быть кольцевым (шахтный) ( рис. 1.2,в ), с неполной кольцевой воронкой и наклонной штольней (рис.1.2,г) - все зависит от способа отвода воды в нижний бьеф.
в) г) 
Рис. 1.2. Головная часть береговых водосбросов приплотинных гидроузлов.
а – нормальный водослив:1 – ось плотины; 2 - мост; 3 – шпунт; 4 – понур; б – боковой
( траншейный) водослив; в – кольцевой водослив; г - с наклонной штольней.
Отводящая часть водосброса может быть в виде быстротока, трассируемого по береговому склону и заканчиваемого трамплином или гасителем другого типа ( рис. 1.3,а ). Может быть в виде наклонной шахты, переходящей в отводящий туннель ( рис. 1.3,б ). При этом в качестве отводя щей части, как указывалось, может быть использован низовой участок строительного туннеля. Может быть, также в виде вертикальной шахты, переходящей в туннель ( рис. 1.3,в ). Этому варианту соответствует кольцевой водослив, подходная выемка к нему должна обеспечивать подвод воды по всему периметру.
а)
б) в)
Рис. 1.3. Отводящая часть береговых водосбросов.
а - нормальный водосброс с быстротоком: I - подходной канал ( расчистка ); II - водослив; III - отводящий канал; IV - быстроток с концевым устройством; б – водосброс с наклонной штольней; в – шахтный водосброс с вертикальной шахтой и отводящим туннелем.
Выбор типа водосброса решает технико-экономическое сопоставление, результат зависит от природных условий и расчетного расхода водосброса.
1.2. Расчетные расходы.
Согласно СНиП 2.06.01-86 водосбросные сооружения гидроузла должны быть рассчитаны на пропуск двух расчетных максимальных расходов - основного и поверочного. Вероятность превышения этих расходов ( в % ) принимают в зависимости от класса основных сооружений гидроузла (табл.1): Таблица 1
Ещё посмотрите лекцию "1. Почвоведение как отрасль естествознания, его предмет, история и значение." по этой теме.
Пропуск расчетного расхода для основного расчетного случая должен обеспечиваться, как правило, при нормальном подпорном уровне (НПУ) верхнего бьефа через:
- эксплуатационные водосбросные устройства при полном их открытии;
- все гидротурбины ГЭС;
- другие водопропускные сооружения при нормальном режиме их эксплуатации.
Пропуск расчетного расхода для поверочного расчетного случая надлежит обеспечивать при наивысшем технически и экономически обоснованном форсированном подпорном уровне (ФПУ) всеми водопропускными сооружениями гидроузла, включая эксплуатационные водосбросы, все турбины ГЭС, водозаборные сооружения оросительных систем и систем водоснабжения, судоходные шлюзы, рыбопропускные сооружения и резервные водосбросы.
Прохождение поверочного расхода относят к особым воздействиям. Поэтому при его пропуске в расчеты прочности и устойчивости сооружений вводится коэффициент сочетания нагрузок γfc=0,9.
