УСТРОЙСТВА НИЖНЕГО БЬЕФА

Водобой устраивают в виде бетонной плиты, которая служит продолжением тела водосливной плотины. В пределах водобоя гасится 60-70% избыточной энергии потока, остальная часть энергии должна быть погашена в пределах рисбермы. Все гасительные устройства располагаются на плите водобоя. Концевая часть водобоя снабжается неглубоким зубом или шпунтом на случай деформации рисбермы. Развивать подземный контур сооружения за счет водобойной плиты нельзя, так как это будет спосорствовать увеличению противодавления на плотину. Под этой плитой всегда устраивают плоский дренаж и обратный фильтр.

Гасители энергии. Для уменьшения разрушительного действия воды, прошедшей водослив, и сокращения длины крепления Руслана водобойной части плотины располагают гасители энергии (водобойные колодцы и стенки, зубчатые пороги, шашки, пирсы). Глубина воды в водобойном колодце должна быть достаточна для затопления прыжка. Гашение энергии происходит за счет вращения вихревых вальцов, покрывающих струю.

Действие гасителей энергии в виде шашек, пирсов и т. п. основано на принципе расщепления потока и соударения струй после прохождения препятствия. Гасители способствуют растеканию потока и более равномерному распределению удельных расходов воды на рисберме. В плане гасители располагают в шахматном порядке.

Зубчатые пороги вызывают резкое снижение скоростей потока у дна, что предохраняет русло от размыва.

Пороги-растекатели снижают донные скорости потока и способствуют равномерному растеканию потока в плане, что уменьшает воронку размыва русла за креплением при работе части пролетов водосброса.

Рисберма. В пределах рисбермы происходит снижение скоростей потока до величин, близких к бытовым, и выравнивание скоростей по сечению. Участок русла, примыкающий к рисберме, может подвергаться размыву, поэтому конструкция рисбермы или концевого участка должна допускать деформации ее в соответствии с деформациями русла и быть проницаемой для выходящего в нижний бьеф фильтрационного потока. Непосредственно за водобоем располагаются наиболее мощные крепления рисбермы (массивные плиты, бетонные тюфяки, ряжи), затем по мере уменьшения скоростей — более легкие (габионы, каменная наброска) и в конце — гибкие тюфяки: железобетонные, фашинные.

Концевой участок рисбермы выполняют в виде предохранительного откоса с ковшом-регулятором размыва или в виде вертикальной стенки из двух рядов стального шпунта или шпунтовых ячеек, что позволяет укоротить рисберму.

Крепление нижнего бьефа Цимлянской плотины состоит из водобойной плиты толщиной 4,5 м и длиной 50 м, на которой расположены струенаправляющие пирсы и водобойная стенка. Рисберма, выполненная из бетонных плит толщиной от 2,5 до 1,25 м и размерами в плане от 20x25 до 10X10 м, на начальном участке горизонтальна, а далее с переменным уклоном опускается на 7,6 м. Рисберма заканчивается анкерным массивом, в котором закреплена гибкая часть крепления, образованная из двух слоев связанных между собой железобетонных плит размерами 2,0X2,0X0,25 м. В конце крепления устроен ковш. По его верхнему откосу и дну уложены хворостяные тюфяки, а сам ковш на высоту 6 м засыпан камнем. При размывах грунта за рисбермой камень осыпается и образует отмостку, ограничивающую глубину размыва.

Общая длина крепления нижнего бьефа плотины составляет около 300 м (12 напоров). Средние скорости течения воды при пропуске расчетного паводка составляют: при сходе с водослива 20 м/сек; за водобойной стенкой 5 м/сек; в конце рисбермы 2-3 м/сек; в ковше 1,8 м/сек средняя и 1 м/сек донная.

Опыт эксплуатации водосливных плотин, расположенных на нескальных основаниях, показывает, что во избежание значительных размывов русла за пределами крепления необходимо строго соблюдать режимы эксплуатации сооружений и маневрирования затворами.

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