10416

33

Рис. 2.12. Трубчатый водосброс с ковшовым оголовком:

1 – плотина; 2 – входной оголовок; 3 – трубопровод; 4 – выходной оголовок; 5 – основание трубопровода; 6 – диафрагма; 7 - сваи

2.5. Водоспуски и водовыпуски

Водоспуски и водовыпуски, используемые для опорожнения водохранилища и подачи санитарного расхода в нижний бьеф, различают двух видов: совмещенные с башенными водосбросами (рис . 2.11) или отдельно стоящие трубчатые донные водоспуски с задвижками (рис. 2.15). Первые имеют меньшую стоимость, но последние предпочтительнее по условиям зимней эксплуатации. Разновидностью трубчатых водоспусков являются сифонные водоспуски (рис. 2.16), зарядка которых осуществляется заливкой воды или откачкой воздуха вакуум-насосом.

35

Рис. 2.14. Конструкции деформационно-уплотнительных швов:

а – диафрагмы из металла, резины и пластика; б – шпонки и прокладки из асфальтовых материалов; 1 – металлические листы; 2 – профильная резина; 3 – асфальтовая мастика

36

Рис. 2.15. Схема донного трубчатого водоспуска

1 – тело плотины; 2 – входной оголовок водоспуска; 3 – стальной трубопровод; 4 – стальная противофильтрационная диафрагма; 5 – железобетонный колодец; 6 – люк; 7 – задвижки; 8 – гаситель энергии воды; УОП – уровень опорожнения водохранилища

Рис. 2.16. Сифонный водоспуск

37

2.6. Водохранилища

Естественные емкости в долинах рек или временных водотоков, перегороженных плотинами, используемые для аккумулирования воды, принято называть водохранилищами. Основные параметры водохранилищ можно разделить на три группы (рис. 2.17).

К первой группе относятся уровни воды водохранилищ, называемые уровнями верхнего бьефа (УВБ). Из них выделяются характерные уровни:

-нормальный подпорный уровень (НПУ), являющийся максимальным УВБ при нормальных условиях эксплуатации;

-уровень мертвого объема (УМО), являющийся минимальным УВБ при нормальных условиях эксплуатации;

-форсированный подпорный уровень (ФПУ), являющийся максимальным УВБ при особых условиях эксплуатации, обычно соответствующих пропуску максимальных расходов половодий и паводков; возможны водохранилища, в которых ФПУ=НПУ, т.е. форсировка УВБ не предусматривается; могут быть водохранилища, где УМО=НПУ, т.е. сработка в нормальных условиях эксплуатации не предполагается, это обычно характерно для водохранилищ небольшого объема;

-уровень максимальной сработки (опорожнения) водохранилища, представляющий минимальный УВБ для понижения уровня воды в целях ремонта гидросооружений, удаления наносов, отлова рыбы или для других целей.

Вторая группа параметров представляет собой объемы воды водохранилища, из которых выделяют характерные:

-полезный объем Vплз, заключенный между НПУ и УМО и являющейся емкостью для регулирования речного стока; при УМО=НПУ полезный объем равен нулю, и регулирование речного стока не осуществляется;

-мертвый объем Vм, расположенный между УМО и дном долины реки,

вобычных условиях эксплуатации не срабатываемый, предназначенный для создания необходимой глубины, для аккумулирования наносов, обеспечения нужного качества воды и для других целей;

38

-полный объем Vn, представляющий собой сумму полезного и мертвого объемов;

-форсированный объем Vфс, заключенный между ФПУ и НПУ и предназначенный для регулирования максимального стока при пропуске половодий и паводков.

Третья группа параметров - площади водной поверхности:

-площадь водной поверхности при НПУ – FНПУ;

-площадь водной поверхности при УМО – FУМО;

-площадь водной поверхности при ФПУ - FФПУ.

Эти площади характеризуют и площади затопления территории. Так, площадь постоянного затопления - это площадь водной поверхности при УМО за вычетом площади водной поверхности реки; площадь долговременного затопления - это площадь при НПУ минус площадь водной поверхности при УМО; площадь кратковременного затопления соответствует площади ФПУ за вычетом площади водной поверхности при НПУ; к третьей группе параметров относят также площадь мелководья (литорали), характеризующую прибрежную зону водохранилища с глубиной воды до 2 м.

Кроме названных параметров, можно отметить также длину распространения подпора - статическую Lcm и динамическую Lдин. Первая соответствует условиям, когда скорость потока воды в водохранилище равна нулю и УВБ по длине его горизонтален (эти условия достаточно редки); вторая соответствует обычным условиям, т.е. движению потока воды в водохранилище, когда уклон водной поверхности уменьшается вниз по течению; в этих условиях горизонтальность УВБ возможна только вблизи створа плотины.

Согласно [22] водохранилища различаются по морфометрическим показателям (табл. 2.13).

Большинство водохранилищ на малых реках по площади и объему имеют категории «средняя» и «малая», по глубине – « малая» и «очень малая». Водохранилища с полным объемом не более 1 млн. м3 часто называют прудами.

39

Таблица 2.13 Классификация водохранилищ по морфометрическим признакам

Также водохранилища разделяют по водообмену (табл. 2.14), под которым понимают отношение объема стока воды через гидроузел в средний по водности год к полному объему водохранилища [2].

Приведенные классификации являются односторонними; кроме того, они не отражают специфику водохранилищ на малых реках. Поэтому для более глубокой оценки параметров таких водохранилищ целесообразна типизация, предложенная [27] и представленная в табл. 2.15.

Таблица 2.14 Классификация водохранилищ по условиям водообмена

На водохранилищах, предназначенных для регулирования речного стока, производится периодическое наполнение - сработка полезного объема с соответствующим изменением УВБ.

40