Пропуск паводков через гтс. Классификация водопропускных сооружений. Расчетные расходы и уровни. Условие определения размеров водосбросных сооружений.
Водопропускные сооружения – сооружения, обеспечивающие пропуск воды через гидроузел для различных водохозяйственных целей.
По функциональному назначению:
Водосбросы – сооружения для сброса из водохранилища излишков воды и льда в период прохождения паводков.
Водовыпуски – сооружения для осуществления полезных пропусков воды (орошение, санитарные, судоходные и прочие цели) из водохранилища в русло реки.
Водоспуски – сооружения для полного или частичного опорожнения водохранилища в целях трансформации паводка, осмотра и ремонта сооружений, промывки ВБ от наносов.
В составе гидроузла могут быть водозаборные сооружения, для забора и подачи воды водопользователям и водопотребителям. Для пропуска паводков редкой повторяемости устраивают резервные водосбросы. При возведении гидроузлов предусматривают пропуск воды и льда (строительные расходы) для этого устраивают временные водосбросы.
По расположению в гидроузле водопропускные сооружения делятся на:
Плотинные (русловые).
Береговые (пойменные).
По расположению входного отверстия водопропускные сооружения:
Поверхностные (вода в них поступает в безнапорном режиме).
Глубинные (погруженными под уровень воды).
Донными (входное отверстие размещено у дна).
По наличию затворов водопропускные сооружения:
Регулируемые (с затворами).
Нерегуируемые или автоматические (без затворов).
По условиям движения воды водопропускные сооружения:
Безнапорные (движение воды со свободной поверхностью).
Напорные и со смешанным гидравлическим режимом (в сооружении имеются участки с безнапорным и напорным движением воды).
Расчётные расходы и уровни воды определяются методами гидрологии с учётом водохозяйственного режима и возможности использования проектируемых и действующих водохранилищ для трансформации речного стока и уменьшения паводкого расхода. Расчётные максимальные расходы воды назначают исходя из ежегодной вероятности превышения (обеспеченности), устанавливаемой в зависимости от класса сооружений для расчётных случаев – основного и поверочного.
Расчётные случаи |
Ежегодная вероятность превышения, P % |
|||
I |
II |
III |
IV |
|
основной |
0,1 |
1,0 |
3,0 |
5,0 |
поверочный |
0,01 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
Пропуск расхода воды, отвечающего основному расчётному случаю, осуществляется при НПУ верхнего бьефа через все турбины ГЭС и через все водопропускные сооружения при полном их открытии и нормальном режиме эксплуатации.
Пропуск расхода воды, отвечающего поверочному расчётному случаю, обеспечивается при ФПУ всеми водопропускными сооружениями, включая турбины ГЭС, водозаборные сооружения оросительных систем, судоходные шлюзы, резервные водосбросы. При этом допускаются уменьшения выработки электроэнергии, нарушение нормальной работы водозаборов, повреждение резервных водосбросов, размыв русла и берегов в НБ без угрозы основным сооружениям.
Расчётные
расходы водозаборов устанавливают по
графикам водоподачи потребителям и на
основе водохозяйственных расчётов.
Расчётная пропускная способность
водовыпусков должно быть гарантированно
при УМО. Расчётный расход водоспусков
определяется по требуемому времени
опорожнения необходимого объёма
водохранилища. Расчётный расход
водосбросов находится:
,
где
-
расчётный расход паводка;
-
расход водовыпусков и водоспусков;
-
расход через турбины ГЭС;
-
расход прочих сооружений.
При проектировании временных ГТС расчетные максимальные расходы воды для основного расчетного случая следует принимать в зависимости от класса и срока эксплуатации сооружений исходя из обеспеченности: при сроке эксплуатации ГТС IV класса до 3 лет – 10%, свыше 3 лет – 5%, сооружений III класса до 2 лет – 10%, свыше 2 лет – 3%.
Требования к размерам водопропускных сооружений.
Число и размеры водосбросных сооружений определяют исходя из условий пропуска расхода воды основного расчетного случая. Ширина (пролет) и высота прямоугольных отверстий водопропускных сооружений, перекрываемых затвором, стандартизованы и выбираются из ряда значений. За ширину отверстия принимают размер в свету между боковыми вертикальными гранями сооружения, ограничивающими водопропускное отверстие. Для поверхностных отверстий высота — это расстояние от верхней грани порога до верхней кромки обшивки затвора, а для глубинных — расстояние от дна до потолка отверстий.
Размеры и число отверстий поверхностных и глубинных водосбросных устройств принимают на основании сравнения технико-экономических показателей различных вариантов их выбора в зависимости от сбросного расхода воды основного расчетного случая, допустимого по геологическим условиям русла удельного расхода, с учетом гидравлической работы других сооружений (ГЭС, шлюза, водозаборов и т. п.), а также пропуска льда, наносов и сора.