Введение. 
Проектирование водосброса и водовыпускного сооружения

Водосбросы предназначены для следующих технологических операций:

• · пропуска экстремальных и часто повторяющихся паводков и половодий;
• · частичного предпаводкового опорожнения водохранилища для срезки пика паводка и уменьшения сбросных расходов;
• · глубокого опорожнения водохранилища при осмотре и ремонте подводных частей сооружения;
• · быстрой сработки водохранилища при внезапно появившихся отклонениях в работе сооружений гидроузла;
• · пропуска воды на нужды народного хозяйства;
• · пропуска плавающих предметов и промывка водохранилища от наносов;
• · регулирование наполнения водохранилища.

Открытые береговые водосбросы состоят из трех основных частей:

• · входная;
• · транзитная;
• · концевая.

Входная часть: подводящий канал, головное сооружение (входной оголовок).

Транзитная: промежуточный (соединительный) канал сопрягающее сооружение.

Концевая: отводящий канал.

Проектирование водосброса

Гидравлический расчет входного оголовка

· определяем расчетный сбросной расход, который необходимо сбросить из водохранилища:

Q_р = Q_мах — ?Q_соор.,

где Q_мах — максимальный паводковый расход, который задается при проектировании данного гидроузла и равен Q_мах=170 м ³/с.

?Q_соор. — расход, который пропускается через другие сбросные сооружения гидроузла (в данном случае водовыпуск) ?Q_соор.=12 м ³/с.

Q_р = 160−12 =148 (м ³/с).

· Задаемся удельным расходом на погонный метр длины входного оголовка. Удельный расход зависит от грунтов оснований: для связных грунтов 25−50м ²/с, для несвязных 15−25м ²/с. Это на рисберме q_p=25 м ²/с.

q_в=(1,15ч1,2)q_p

q_в=1,2•25=30 (м ²/с).

· Определяем длину водосливного фронта входного оголовка:

.

· Задаемся количеством отверстий и размером одного входного отверстия таким образом, чтобы полученная длина водосливного фронта мало отличалась от расчетной длины:

.

где n — количество отверстий, принимаемое не меньше двух; b — ширина одного отверстия принимаемая в соответствии со СНиП (2) четной величиной от 4 до 30.

n = 2; b = 6.

· Уточняем удельный расход на погонный метр длины входного оголовка:

.

· Определяем сжатую ширину водосливного фронта:

B_c=n•b_c;

где b_c — сжатая ширина одного входного отверстия.

b_c=b•е, где е — коэффициент бокового сжатия, который зависит от формы оголовка бычка, принимается по справочнику Киселева (1) е = 0,96, b_c = 6•0.96=5,76; B_c = 5,76•2=11,52.

· Уточняем удельный расход с учетом сжатия:

.

· Определяем напор на гребне входного оголовка с учетом скорости подхода из формулы расходов:

m — коэффициент расхода который принимается 0,48ч0,49.

Н ₀ — напор на гребне входного оголовка с учетом скорости подхода у_п — коэффициент подтопления, принимаем равным 1,0, т.к. входная часть всегда не подтоплена.

g — ускорение свободного падения 9,81 м/с ²

.

· Определяем геометрический напор на гребне входного оголовка:

;

где б — коэффициент Кориолиса, принимаемый 1ч1,2.

V₀ — допустимая не размывающая скорость (для песка 0,8).

.

· Определяем отметку гребня входного оголовка:

.

· Контур входного оголовка строится по таблицам Кригера-Офицерова из справочника Киселева (1), данные даны для напора Н=1, поэтому следует увеличить все координаты на полный геометрический напор Н.