3. Водосброс

1. Состав водосброса и выбор трассы водосбросного тракта

Водосброс служит для пропуска паводковых и суточных расходов воды. Расчетный максимальный расход Q_p был установлен гидрологическими рас-четами (см. п.1.3).

В курсовом проекте рекомендуется запроектировать открытый береговой водосброс, в состав которого входят следующие сооружения (рис.2.9): под-водящий канал, шлюз-регулятор, соединительный канал, соединительное сооружение – быстроток, отводящий канал.

Цель проектирования водосбросных сооружений – определение основных размеров и разработка конструкции каналов, шлюза-регулятора, быстротока и привязка этих сооружений к топографическому плану участка реки. При выборе оси водосбросного тракта необходимо учитывать инженерно-геологические, топографические особенности рельефа и тип соединительных сооружений. Если в качестве соединительного сооружения предусматрива-ется быстроток, то трасса водосбросного тракта выбирается на берегу с наименьшим уклоном склона речной долины. Как правило, весь водо-сбросный тракт имеет криволинейный абрис на плане и очерчивается дугами круга. Минимальный радиус закругления оси канала R_min >5b, где b – ширина канала по дну. Перед регулятором и за ним подводящий и соединительный каналы должны иметь прямолинейные участки длиной 1,5b.

Весь водосброс наносится на план участка реки после того как на него будет нанесена плотина. Для проведения водосбросного тракта на плане участка реки наносят три точки А, Б и В. А – точка пересечения оси водо-сброса с урезом воды верхнего бьефа, принимается на расстоянии не менее 60 м от откоса плотины, отсчитывая от уреза воды. Б – точка пересечения оси водосброса с осью плотины, принимается на расстоянии 10-15 м от начала гребня плотины. В – точка пересечения оси водосброса с руслом реки, принимается на расстоянии не менее 80 м от подошвы плотины по тальвегу.

Через эти три точки и проводится ось водосброса. Начало оси водосброса принимается в конце проведенной линии от точки А в сторону верхнего бьефа по горизонтали ниже НПУ на 3-4 м. По намеченной оси берегового водосброса в соответствующем масштабе строится поверхностный профиль поверхности земли, на который после расчетов наносят запроектированные составные части берегового водосброса (рис.3.1).

Рис.3.1 Поверхностный профиль по оси водосбросного тракта

2. Подводящий, соединительный и отводящий каналы

В результате расчетов подводящего канала определяется глубина воды в канале h_пк и ширина канала по дну b_пк . Для расчета канала используются ис-ходные данные: расчетный расход Q, тип грунта, на котором строится ка-нал. Рекомендуется принимать поперечный профиль канала в виде трапеции, уклон дна I_пк =0.

Порядок расчета канала рекомендуется следующий:

В зависимости от расчетного расхода принимается глубина воды в канале

Таблица 3.1

Определение глубины воды в канале

Q, м3/с	10-15	16-25	26-35	36-45
h, м	1,25	1,5-1,75	2,0-2,5	3,0

В зависимости от типа грунта канала принимается допустимая не размы-вающая скорость течения воды V_доп в канале и коэффициент заложения отко-сов канала m

Таблица 3.2

Допустимая не размывающая скорость течения и

коэффициент заложения откосов

Грунты	Vдоп, м/с	m
Пески: мелкие средние крупные	0,6 0,7 0,75	2,5 2,0 1,5
Супесь	0,8	1,5
Суглинок	0,9	1,25
Глина	1,1	1,25

В зависимости от расчетного расхода принимается превышение ∆t бровки канала над уровнем воды

Таблица 3.3

Превышение бровки над уровнем воды в канале

Q, м3/с	1-10	10-30	30-50	50-80
∆t, м	0,3	0,4	0,5	0,6

Определяется площадь живого сечения потока в канале

(3.1)

Ширина канала по дну

(3.2)

Радиус поворота канала

(3.3)

Длина прямолинейного участка канала перед шлюзом-регулятором

(3.4)

Рис.3.2 Основные параметры подводящего канала

При определении глубины воды в соединительном канале необходимо учитывать принятую конструкцию водобоя шлюза-регулятора. Если шлюз-регулятор проектируется без уступа, а также если отметки порога водобоя и рисбермы одинаковы (рис.3.3), то назначается величина перепада уровней воды Z между подводящим и соединительным каналами, который обеспе-чивает сброс расчетного расхода через шлюз-регулятор (Z = 0,25-0,35 м).

Глубина воды в соединительном канале находится по формуле

(3.5)

Р азмеры элементов соединительного канала определяются так же как и для подводящего канала.

Рис. 3.3 Расчетная схема водобоя шлюза-регулятора без уступа.

Если конструкция шлюза-регулятора предусматривает присутствие уступа (рис.3.4), то в этом случае размеры соединительного канала прини-маются такими же как и подводящего канала, а высота уступа Р равняется принятому значению перепада уровней воды в этих каналах, т.е. Р = Z.

Рис.3.4 Расчетная схема водобоя шлюза-регулятора с уступом.

Отводящий канал находится в конце соединительных сооружений и соединяется с руслом реки. Отметка дна отводящего канала и глубина воды в нем h_ок принимаются такими же как и в реке. Гидравлический расчет его производится также как и для подводящего канала.