САМОРЕГУЛИРУЮЩИЕСЯ И НЕСАМОРЕГУЛИРУЮЩИЕСЯ КАНАЛЫ
САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ КАНАЛ,
Короткий деривационный подводящий канал ГЭС при малых уклонах дна возводится с горизонтальными бермами. Затворы в голове канала для регулирования расходов обычно не применяются. Уровни воды в канале зависят от отметки в ВБ и расхода, забираемого в конце деривации. Это обстоятельство отмечается в названии саморегулирующийся канал (рис. 13-9).
Глубину наполнения в канале, соответствующую равномерному движению воды, называют нормальной глубиной h0 для данного расхода. При неизменном уклоне дна каждому расходу воды соответствует своя нормальная глубина. На рис. 13-9,6 показан график
Пусть глубина наполнения в голове канала остается неизменной, а уклон дна i назначен таким, чтобы расчетный расход Qp пропускался при равномерном движении (рис. 13-9, а). В рассматриваемом случае hx=h0 для расхода Qp. Когда потребляемый расход Q = = QP, в канале имеет место равномерное движение и h2 = hx = h0. Если расход воды в канале будет меньше Qp, то уровень воды в конце канала повысится, h2 будет больше h0, т. е. образуется кривая подпора.
Когда ГЭС не работает, Q = 0, устанавливается гидростатический уровень. При этом глубина в конце канала достигает наибольшего значения h2 = hx + iL, где L — длина канала, iL — понижение дна канала на длине L.
Если предположить, что расход ГЭС Q>QP, то глубина h2 станет меньше гj. В конце образуется кривая спада. Наименьшей глубиной h2 в конце канала может быть критическая глубина hKр, которой соответствует расход QKp. Канал, имеющий в голове глубину наполнения hi не пропустит расход больше QKp.
Зависимость h2 — f(Q) имеет вид, показанный на рис. 13-9, б. Разность QKp — Qp характеризует перегрузочную способность канала. Разность QKp — Qp при прочих равных условиях уменьшается с уменьшением hx и увеличением L.
Если длина канала велика, то не следует рассчитывать на возможность работы в режиме спада, так как предельная пропускная способность лежит близко к Qp. Для длинных каналов процент возможного увеличения расхода меньше процента возможной ошибки определения коэффициента шероховатости.
КАНАЛ С ВОДОСЛИВОМ
В случае каскада деривационных ГЭС необходимо обеспечить подачу воды в обход одной из остановленных ГЭС. Для выполнения этого требования в конце подводящих каналов устраивают холостые водосливы, позволяющие направлять расходы в обход ГЭС. Канал лМосливом в конце называется несаморегу лирующимся Схема канала показана на рис. 13-10. Как правило, бермы канала этого типа делаются с продольным уклоном. Расход воды QK, поступаю щий по каналу, делится в конце на две части: Qr —расход Г3г м QB — расход водосброса.
Гребень водослива обычно назначается таким, чтобы перелив через водослив начинался при снижении расхода ГЭС, меньше некоторого значения QC Когда ГЭС потребляет расход QrQr, то холостого сброса воды не происходит, QB = 0 Если же расход ГЭС станет меньше Q, то уровень воды в конце канала будет выше гребня водослива, и начнется перелив через водослив. На график hs=f(Q) нанесем кривую расхода водослива QB. В точке 3 эти кривые пересекутся и укажут минимальный расход канала Qmin, который является тем наибольшим расходом водосброса, которому отвечает максимальный уровень воды в конце канала при Qr.
По графику на рис. 13-10, б можно определить глубину в конце канала ho, холостой сброс QB и напор на водосливе hB при любом расходе канала Q. Расход ГЭС измеряется отрезком 1—2 между кривыми ba~f(Q).
При значительной длине деривации ее разбивают на различные ФА гидравлическом отношении участки. Например, водосброс может быть установлен посередине трассы канала. Тогда верхний участок будет представлять собой несаморегулирующийся канал, а нижний — саморегулирующийся. Схема подобного комбинированного деривационного канала показана на рис. 13-11.