Быстротоки
Сопрягают участки канала с разными уровнями, представляют собой лотки с уклонами более критических. Быстротоки, как сопрягающие сооружения на каналах, имеют следующие особенности. Входному участку, рассчитываемому как неподтопленный водослив с широким порогом, желательно придавать трапецеидальную или щелевую форму. Это позволяет поддерживать в верхнем канале уровни, близкие к уровням равномерного движения.
Другое важное отличие состоит в том, что быстротоки на каналах пропускают сравнительно умеренные расходы воды (не более сотен м3/с). Поток обычно свободен от крупных донных наносов льда и мусора, поэтому здесь применяются конструкциилотков, которые в условиях речных гидроузлов нецелесообразны: лотки повышенной шероховатости и струйные.
Повышенная шероховатость дна и стенок быстротока необходима для уменьшения скоростей течения в лотке и создается ступенями (рис. 27.22),
Рис. 27.22 Быстротоки: а-д - повышенной шероховатости; е - струйные
поперечными брусками, выступами, зигзагообразными порогами, шашками. Из них наиболее эффективны пороги, показанные на рис. 27.22, в. Недостатком этих лотков в условиях каналов является возможность постепенного разрушения зубцов и порогов, от мороза, если канал зимой не эксплуатируется, от истирания наносами или кавитационной эрозии.
Струйные лотки имеют продольные стенки высотой до расчетного уровня в лотке (рис. 27.22, е), увеличивающие смоченный периметр сечения и сопротивление движению потока, что ведет к снижению скорости. Причем это снижение меньше, чем в лотках повышенной шероховатости. Зато в струйных быстротоках не развиваются боковые качания (колыхания) уровня воды, свойственные широким быстротокам, особенно с пологими откосными стенками.
Выход из быстротока в нижний канал осуществляется посредством сопряжения затопленным прыжком. Для этого обычно требуется водобойный колодец, который часто имеет в плане раструбную форму, позволяющую распределить поток по всей ширине нижнего канала.