Гидравлические особенности поверхностных водосбросов

Пло­тинные поверхностные водосбросы выполняют в виде водосливных отверстий, поэтому они могут пропускать в нижний бьеф плаваю­щие лед, шугу, сор и др. Они просты и удобны в эксплуатации. Поверхностные водосбросы бывают в виде:

а)     водослива практического профиля - с пропуском воды по сливной грани сооружения - на гидроузлах с бетонными плоти­нами любого типа (рис. 2.14, а-г);

б)   водослива с широким порогом - на низконапорных гидро­узлах при небольшой разнице уровней бьефов (рис. 2.14, д);

в)   водосливных оголовков, за которыми имеет место свободное падение воды - на плотинах арочных (рис. 2.14, е) и невысоких плотинах в виде стенки (рис. 2.14, ж).
Расходы, который может пропускать поверхностный водосброс, зависит    от размеров    водосливного отверстия     (напор Н

 
Рис. 2.14 Профили водосливов

 на гребне, ширина в свету), формы оголовка и характерного раз­мера  гребня водослива, а также от величины подтопления греб­ня со стороны нижнего бьефа и в меньшей степени от высоты водослива св , формы быков и верховых сопрягающих стен устоя.

Размер  отсчитывают от начала криволинейного участка ого­ловка (для профилей водослива на рис. 2.14, а, б - точка 0) до на­чала водосливной поверхности. У профиля водослива, построен­ного по координатам Кригера- Офицерова, минимальное значе­ние , при этом горизон­тальный участок на гребне отсут­ствует. При появляется горизонтальный участок , с уве­личением которого коэффициент расхода т водослива снижается. При вписывании оголовка в тре­угольный профиль плотины иногда делают оголовок нависающим в сторону верхнего бьефа, как это изображено на рис. 2.14, б.
Величина радиуса R в низу сливной грани не влияет на про­пускную способность водослива и обычно назначается в пределах

             (2.28)

 
Рис. 2.15   График   для   определения коэффициента подтопления:
1 - водослив    практического    профиля  при ;  II - то же  при ;   III- водослив с широким порогом

Пропускная способность водослива практического профиля и водослива с широким порогом может быть определена по общей формуле

 
                 (2 .29)

 
где  - коэффициенты подтопления, расхода и бокового сжатия;

b - ширина пролета в свету;

- напор на гребне водослива с учетом скорости подхода воды к водосбросу (рис. 2.14).
Коэффициент расхода

 
                      (2.30)

где k_а, k_c   - коэффициенты, учитывающие углы наклона граней и высоту водослива;

 
- коэффициент, учитывающий влияние па­зов в быках.

Надежные значения коэффициентов для расчета по формуле (2.29) пропускной способности водослива практического профиля и с широким порогом даны А. Р. Березинским (табл. 2.3).

Коэффициенты расходов трапецеидальных профилей изменя­ется в пределах 0,33-0,44 в зависимости от отношения  и на­клона верховой и низовой грани.

Рис. 2.16 К расчету пропускной способности водослива

 а) гребень водослива после затвора имеет горизонтальный уча­сток длиной  (рис. 2.16, а):

 
              (2.34)

 
где ;  - коэффициент вертикального сжатия по А. Д. Альтшулю:

                  (2.36)

б) оголовок очерчен по координатам Кригера - Офицерова (рис. 2.16, б) при