Расчетные расходы воды для водопропускных сооружений
Размеры отверстий водопропускных сооружений, обеспечивающие надлежащую их пропускную способность, устанавливают по обычным зависимостям гидравлики, исходя из величины соответствующего расчетного расхода воды.
1. Расчетный расход воды для водосбросного сооружения. Для водосбросного сооружения в качестве расчетного расхода принимают так называемый максимальный расход воды в реке (в водотоке), который рекомендуется определять на основании гидрометрических наблюдений (за много лет) на рассматриваемом водотоке.
Максимальный расход может образоваться: 1) от таяния снега на равнинах; 2) от таяния ледников или снега в горах; 3) от дождя; 4) от совместного действия снеготаяния (или таяния льда) и дождя.
В качестве расчетного расхода принимают максимальный расход того происхождения (из четырех названных), при котором его значение наибольшее.
Максимальный расход рассматриваемого происхождения устанавливают, пользуясь понятием ежегодной вероятности превышения максимальных расходов воды. При этом поступают следующим образом.
Имея для данного створа реки соответствующий гидрограф, т.е. кривую Q=f(t) (где Q — наблюдаемый мгновенный расход в водотоке и t — время), отмечают на нем для каждого года мак. симальный мгновенный расход, а затем на основании полученных ежегодных мгновенных максимальных расходов строят соответствующую кривую обеспеченности Q максимальных расходов (рис. 10.2).
По имеющейся кривой обеспе ченности устанавливают расчетныйврасч расход воды для водосбросного сооружения. Например, для сооружения II класса устанавливаемая СНиПом вероятность превышения равна 0,1 % (что практически отвечает расходу, повторяющемуся один раз в 1000 лет). Если имеет место трансформация стока водохранилищем, при определении необходимо исходить из естественного гидрографа Q—f(t), а не из гидрографа, построенного с учетом трансформации стока водохранилищем.
Если часть предполагают сбрасывать через хозяйственный водоспуск, то это обстоятельство должно быть уч.тено как при расчете водосброса, так и при расчете водоспуска.
Пропуск максимальных расходов, вероятность превышения которых определяется по СН 435—72, относится к особым воздействиям на сооружения.
2. Расчетный расход воды для хозяйственного водоспуска (во довыпуска) устанавливают по предварительно построенному графику отдачи воды из водохранилища потребителю.
3. Расчетный расход для аварийного водоспуска назначают, исходя, например, из заданного времени опорожнения водохранилища (в случае аварии водохранилище должно быть опорожнено достаточно быстро).
4. Расчетный расход для строительного водосброса (для временного сооружения) устанавливают, согласно отмеченным выше СН, по вероятности превышения 10 %, а если временный водосброс отнесен к IV классу, то по вероятности превышения 1% Если строительный водосброс служит не полный год, кривую обеспеченности (см. рис. 10.2) для него строят на основании гидрографов, относящихся только к тому сезону года, в течение которого эксплуатируется данное временное сооружение.
5. Санитарный расход. В процессе строительства на реке плотины может создаться положение, при котором вода в нижний бьеф не сбрасывается, причем русло реки в нижнем бьефе пересыхает. Такое положение, как правило, недопустимо по санитарным и хозяйственным соображениям. Поэтому водопропускные сооружения следует проектировать с таким расчетом, чтобы обеспечить на протяжении периода строительства плотины и ее эксплуатации сброс в нижний бьеф так называемого санитарного расхода воды, который устанавливают в соответствии с местными условиями.
Следует различать два главнейших вида водосброса: а) водосброс, имеющий поверхностное входное отверстие (рис. 10.3), и б) водосброс, имеющий глубинное отверстие II (рис. 10.3). Каждый из этих видов водосброса может быть далее классифицирован по признакам, отраженным на рис. 10.3.
1. Водосбросы с поверхностным входным отверстием расчленяют на следующие типы: I—1 — открытые водосбросы, на всем протяжении их имеется открытый безнапорный поток; I—2 — закрытые водосбросы с поверхностным входным отверстием; на всем протяжении (или только на начальном участке водосброса) имеется закрытый безнапорный поток (в туннеле или трубе); I—3— водосбросы (с поверхностным входным отверстием) комбинированного типа, когда на одной части своей трассы они являются открытыми, а на другой — закрытыми (безнапорными или напорными) .
Открытые водосбросы, в свою очередь, расчленяются на следующие типы: I—1, а — береговой водосброс (с поверхностнымвход ным отверстием), устраиваемый вне тела плотины (с прямым или боковым отводом воды); I—1, б — открытый водосброс (с поверхностным входным отверстием), совмещенный с телом плотины.
Что касается закрытых водосбросов, то они расчленяются на следующие типы: I—2, а — закрытый водосброс с вертикальной шахтой, или просто шахтный водосброс (с отводящим туннелем);
2. Водосбросы с глубинным входным отверстием расчленяются на следующие типы: II—1 — обычный водосброс в теле бетонной плотины; II—2, а — сифонный водосброс в теле бетонной плотины;
Что касается открытых водосбросов, совмещенных с плотиной (I—1, б), то они представляют собой обычный водослив, встроенный в тело глухой плотины. Такого рода водосбросы располагать на насыпном грунте недопустимо.