Устройство и гидравлический расчет водосброса

Водосбросы, являющиеся водопропускными сооружениями, предназначены для пропуска из водохранилища (пруда) в нижний бьеф паводковых расходов при заданных расчетных уровнях воды в верхнем бьефе (пруду).

По расположению в узле сооружений водосбросы подразделяют в основном на две группы: а) водосбросы береговые (вне тела плотины); б) водосбросы в теле плотины.

По конструктивному оформлению водосбросы имеют много разновидностей: береговые открытые, траншейные, шахтные, туннельные, трубчатые, сифонные и др.

Береговые водосбросы выполняют в виде открытых водосбросных каналов, туннелей и различных сочетаний водослива с каналом, шахтой и туннелем. Водосбросной тракт их в направлении потока имеет значительную длину. Береговые открытые водосбросы устраивают на гидроузлах как с фунтовыми, так и с арочными и контрфорсными бетонными глухими плотинами. Применяют их при расходах от 500 до 12 000 м³/с.

В садово-парковых объектах расчетные расходы составляют небольшую величину. Кроме того, под береговой открытый водосброс необходимо отчуждение определенной территории, что нецелесообразно с точки зрения рационального использования площади садово-парковых объектов. В связи с этим в нашем парке следует предусмотреть устройство трубчатого водосброса башенного типа (рис. 6).

Трубчатые водосбросы устраивают в теле грунтовых плотин в основном небольшой высоты и значительно реже в плотинах высотой до 60−80 м. В состав трубчатого водосброса входят: а) головная часть в виде башни; б) донная труба, укладываемая на грунт основания; в) выходной оголовок с устройствами для гашения энергии потока в виде водобойного колодца, трамплина или гасителя другого типа.

Параметры водосброса устанавливаются гидравлическим расчетом. Сначала определяется расчетный расход воды с водосборной площади (водосбора) пруда по модулю стока и величине водосбора.

На терр…

Скорость падающего потока определяется по формуле.

(1.20).

где y — расстояние от плоскости кромки входной воронки, м.

Для определения диаметра d_y переходного участка используется формула.

(1.21).

где — расчетный расход водосброса, м³/с; - скорость потока на расстоянии y от плоскости кромки входной воронки, м/с.

В нашем случае на расстоянии y=1 м, скорость потока будет равна.

При этом диаметр переходного участка в данном сечении будет равен.

при расстоянии y=2 м,; при расстоянии y=3 м,; при расстоянии y=4 м,; при расстоянии y=5 м, .

Переходный участок сопрягается с отводящей донной трубой посредством колена, диаметр которого принимается равным диаметру нижней части переходного участка. Радиус закругления колена R₀ равен от 2 до 5 его диаметров, т. е. R₀ ⁼ (2−5)d_к.

В нашем объекте целесообразно совместить отводящую часть водосброса (донную трубу) с водоспуском.