Стеснение русла реки перемычками
При постройке плотины приходится иногда в русле реки устанавливать перемычки, например Побразной формы (в плане), которые стесняют поток с боков (рис. 26.11). В результате этого в месте установки перемычек (в створе 1—1) ширина реки Bv снижается до Вс средняя же скорость реки vp увеличивается до vc.
В связи с увеличением скорости в створе 1—1 в суженной части русла гложет возникнуть размыв его дна, что увеличит объем работ по возведению плотины; кроме того, могут быть подмыты перемычки, ухудшатся условия судоходства и лесосплава. Ранее считали, что стеснять реку более чем на 30 %. не следует. В настоящее время идут на значительно большие стеснения, например до 60 %.
При проектировании стеснения русла перемычками учитывают следующие, обстоятельства; 1) если река судоходная, то должно быть выдержано условие цс1,8...2,0 м/с; в исключительных случаях допускают скорость до 2,8 м/с; ширина Вс должна быть достаточна для пропуска судов; 2) если река лесосплавная, то 2,5...3,0 м/с; 3) ширина Вс должна быть достаточна для пропуска льда; 4) при наличии нескального русла реки возникает его размыв: глубина этого размыва должна быть приемлемой. Стеснение русла подвергают гидравлическому расчету.
Сведения о гидравлическом расчете. С помощью гидравличес кого расчета устанавливают: а) перепад свободной поверхности потока, образующийся в месте стеснения русла и необходимый для определения отметки гребня верховой части перемычки; б) скорость vc; в) глубину размыва в месте стеснения русла; этот размыв оценивают с учетом р так называемой отмостки, возникающей на поверхности размываемого дна. На рис. 26.12, а показано стеснение русла перемычками. При расчете получающегося здесь потока считают заданными В, Q (эта отметка отвечает заданному расходу Qcтр max)
Отметка гребня верховой части перемычки превышение гребня перемычки над уровнем воды.
Поток в районе стеснения расчленяется на три фрагмента: I, II, III (рис. 26.12,6). Этот поток принципиально отличается от потока в случае водослива тем, что в пределах фрагментов I и III данного потока получаем существенные потери напора, при расчете обычных водосливов этими потерями пренебрегают.
Наличие таких потерь напора значительно усложняет расчет и делает его иногда трудно выполнимым, поэтому в первом приближении стеснение русла иногда, рассчитывают .по формуле затопленного водослива с широким порогом:
Задавшись скоростью vc, по этой формуле легко можно опре делить Z и, наоборот, задавшись Z, можно найти.
Что касается весьма приближенной оценки глубины размыва, то поступают следующим образом. Условно принимают для имеющегося нескального грунта максимальную допускаемую скорость Отах по данным, относящимся к равномерному движению воды. Далее определяют площадь живого сечения в створе С — С, которая будет после размыва.
Затем находят площадь поперечного сечения размыва в створе площадь живого сечения потока (в створе С—С между установленными перемычками) при естественном уровне воды и естественном уровне дна. Средняя глубина размыва в створе С — С.
Часто предварительно землечерпательными снарядами удаляют грунт в пределах стеснения на глубину, чтобы н допустить размыва.