КОНСОЛЬНЫЕ ПЕРЕПАДЫ

Если рельеф местности не допускает устройства быстротока или перепада, то прибегают к консольному сбросу воды, называемому консольным перепадом или просто консолью.

Консольный перепад получил свое название по гасительному устройству, представляющему собой струенаправляющий лоток, располагающийся на опоре, доходящей до материкового грунта или выполненной в виде висячих свай.

Струенаправляющий лоток отбрасывает воду на некоторое расстояние от опоры, и поток падает на неукрепленный грунт, образуя воронку размыва, величину которой и прежде всего ее глубину необходимо рассчитать.

В состав консольного перепада входят: вход, быстроток, струенаправляющий лоток на опоре, крепление грунта около опоры.

Особенность и сложность в расчете консольного перепада представляет определение глубины воронки размыва.

В связи с тем, что консольные перепады являются экономичным и перспективным типом сопрягающего сооружения, а расчет воронки размыва, содержащий неясности и неопределенности, служит своего рода препятствием к должному распространению этого вида сооружений, остановимся несколько подробнее на истории этого вопроса.

Заслуживает внимания способ расчета воронки размыва, который предложил инженер Б. А. Мацман.

Идея предложения Б. А. Мацмана заключается в следующем. Падающий с консоли поток воды, образуя воронку, прекращает свое разрушительное действие по достижении такой глубины придонного слоя, при которой придонная скорость, полученная делением единичного расхода на глубину, будет равна величине, допустимой для грунта, из которого сложена воронка. Глубина придонного слоя физически получается как результат трансформации сжатой глубины, которая, в свою очередь, является следствием установления в воронке прыжкового сопряжения.

Принято считать, что консольные сбросы проще и дешевле перепадов и быстротоков, так как у них нет дорогостоящего водобойного устройства. Однако для более точного сравнения вариантов нужно иметь в виду, что конструкция опоры для консольного струенаправляющего лотка может быть сложной и тяжёлой при большой ее высоте, а следовательно, может иметь значительную стоимость.

При проектировании консольных перепадов необходимо обращать внимание на условия схода воды с консоли и входа ее в нижний водоем (в воронку).

Всеми возможными конструктивными средствами нужно рассредоточить поток и концентрированную струю превратить по возможности в распыленную или во всяком случае в расчлененную. Для этой цели служат трамплины, растекатели, щелевидные днища на консольном участке при сходе с него потока, водобойные плоты, запани в нижнем бьефе при входе воды в воронку.

Против возможного появления опасных размывов необходимо принять следующие меры:

а) расположить опору консоли на надежном основании;

б) подошву опоры, если это железобетонная рама, располагать не выше наинизшей точки дна воронки размыва, а если это сваи, то на такой же отметке должен находиться верх расчетной глубины их после размыва;

в) укрепить грунт под концом консоли, с тем чтобы не допустить подмыва опоры со стороны воронки размыва;

г) предотвратить подмыв берегов справа и слева от консоли путем устройства защитных запаней и берегоукрепительных мероприятий.

Волков И. М., Кононенко П. Ф., Федичкин И. К., Гидротехнические сооружения, М., Колос, 1968