Форсированный подпорный уровень. Применение затворов на пороге входного поверхностного отверстия
Ширина входного поверхностного отверстия (водослива)
При проектировании плотины отметку НПУ следует считать заданной (на основании предварительно проведенных водохозяйственных расчетов). Будем рассматривать здесь только водосбросы с поверхностным входным отверстием. Входной порог такого отверстия должен работать как неподтопленный водослив.
1. Преимущества и недостатки порога с затвором. На рис 10.4 показаны два варианта входного порога водосброса, намеченных применительно к одной и той же плотине: порог с затвором (рис. 10.4, а) и порог без затвора (рис. 10.4, б). Гребень затвора располагают обычно на уровне НПУ; если затвора нет, то на уровне НПУ должен располагаться гребень самого входного водослива.
Предположим, что на водосливе имеется затвор высотой Я3 и что заданы ( см. § 10.2) и коэффициент расхода т водослива. Тогда по известной гидравлической формуле можем найти напоры на водосливе. Считаем, что для проектирования водослива напор тоже задан.
Из такого сопоставления можно сделать следующие выводы:
1) вариант по рис. 10.4, а по сравнению с вариантом по рис.2) вариант по рис. 10.4, а по сравнению с вариантом по рис. 10.4,6 имеет недостаток — согласно этому варианту приходится создавать дорогостоящую металлическую конструкцию (затвор высотой Нз), подъемники, обеспечивать их обслуживание.
Решать вопрос о применении затворов на водосливе следует на основании экономического сопоставления обоих вариантов плотины, запроектированной с водосливом и затворами и без затворов.
Дополнительно к сказанному необходимо учитывать следующее обстоятельство. Обычная земляная плотина не допускает перелива воды через гребень. Поэтому, устраивая на гребне водослива затвор, необходимо иметь условия, при которых можно достаточно быстро привести его в действие в любой момент эксплуатации плотины. Поэтому в некоторых случаях земляных плотин отдают предпочтение варианту водосброса без затворов (работающему автоматически), даже когда по единовременным затратам он уступает варианту водосброса с затворами.
2. Ширина входного водослива. Рассмотрим для простоты пояснения водослив без затворов (см. рис. 10.4,6). При увеличении ширины водослива будем получать: А — стоимость плотины н затопляемых земель; В — стоимость водосброса уменьшение напора Н на водосливе при Qpac== const, а следовательно, уменьшение высоты плотины, а также площади затопляемых и подтопляемых земель и строений; 2) увеличение стоимости самого водосбросного сооружения. Если обозначить через А стоимость плотины и затопляемость земель, а через В — стоимость самого водосброса, то с изменением b значения В будут изменяться (рис. 10.5).
Значение b следует выбирать, чтобы оно отвечало минимуму кривой. Таким образом, ширину входного водослива следует устанавливать с учетом экономических соображений.