ПЕРЕПАДЫ

Как правило, перепады применяют, если рельеф местности не допускает устройства быстротока, то есть когда уклоны местности сравнительно велики. В зависимости от высоты падения местности проектируют одноступенчатые или многоступенчатые перепады.

Перепады устраивают из бетона, бутового камня, кирпича, железобетона, а при небольших падениях и малых удельных расходах — из габионов и дерева. Временные перепады могут быть хворостяно-каменными, фашинными и из других местных строительных материалов.

Перепад состоит из следующих основных элементов: входа, стенок падения и ступеней, продольных стен, флютбетов на входе и на ступенях, выхода аналогично быстротоку.

Рассмотрим основы гидравлического расчета многоступенчатого перепада, имея в виду, что одноступенчатый перепад проектируют по аналогии с последней ступенью многоступенчатого перепада.

Чтобы смягчить влияние сооружения на режим подводящего канала, вход иногда устраивают по типу трапецеидального водослива. В этом случае создаются условия для уменьшения спада в подводящем канале при снижении расходов и уменьшения подпора при увеличении расходов.

При малых ступенях сооружение лучше вписывается в рельеф местности, но на каждой ступени гасится меньшее количество энергии и многоступенчатый перепад превращается как бы в быстроток повышенной шероховатости.

Все последующие ступени, кроме последней, не рассчитывают, так как они будут точно такими же, как и вторая ступень.

После расчета второй ступени окончательно назначают глубину и длину водобойного колодца, одинаковые для всех промежуточных ступеней в целях упрощения и облегчения производства работ. Расчет последней ступени ведется с учетом того, что здесь происходит сопряжение с каналом, поэтому снижать коэффициенты запаса при определении глубины и длины водобойного колодца не рекомендуется.

В конструктивном отношении элементы бетонных перепадов мало отличаются от элементов регуляторов. Стенки падения, если они отрезаны от продольных стен и флютбета, представляют собой обычные подпорные стенки, которые, как уже указывалось, при высоте их до 2 м проектируют по конструктивным соображениям, а при высоте более 2 м рассчитывают известными способами и приемами. То же можно сказать о продольных стенах и флютбетах.

Если продольные стены, стенка падения, а иногда и флютбет представляют собой монолит в пределах одной ступени, то вместе они составляют довольно сложную пространственную систему, которая рассчитывается с учетом жесткости связей отдельных элементов. Разрезы между ступенями устраивают всегда, применяя конструктивные швы.

Железобетонные перепады, в отличие от перепадов из массивной кладки (бетон, бут, крипич), более легкие и чаще всего в пределах одной ступени представляют собой рамные ребристые конструкции с жестким соединением флютбета и стен.

На донских оросительных системах большое распространение получили напорные трубчатые перепады сборной конструкции, так как напорный режим лучше отвечает требованиям, предъявляемым к трубчатым сооружениям: увеличивается пропускная способность и улучшаются условия гашения энергии в нижнем бьефе.

В трубчатом перепаде рассчитывают вход, трубу перепада, выходное устройство с насадком и гасителем энергии в виде шандорной стенки (если он имеется).

Входной оголовок, состоящий из портальной стенки с противофильтрационными раскрылками, наклонных ныряющих боковых стен и покурной железобетонной плиты с вертикальной стенкой-зубом впереди, предназначен для перевода потока в напорную трубу.

Безнапорный трубчатый перепад может быть рассчитан по методу проф. М. М. Скибы, изложенному в «Практической гидравлике для ирригаторов».

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