УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ И ТИПЫ БЕРЕГОВЫХ ВОДОСБРОСОВ
Основные понятия. Береговыми называются водосбросы, располагающиеся вне тела плотины, на берегах. Береговой водосброс любого типа, как правило, состоит из следующих частей: головной или водоприемника, сбросной и концевой. Водоприемник обеспечивает подачу воды в водосброс и представляет собой поверхностное, глубинное или донное отверстие с направляющими стенками и оголовком. Он может располагаться как на берегу, так и в береговых частях плотин, входя в напорный фронт гидроузла (рис. 15.5). В пределах сбросной части водный поток преодолевает разность отметок бьефов. Концевая часть водосброса обеспечивает сопряжение с нижним бьефом. При необходимости для подвода потока к водосбросу и его отвода в русло выполняются каналы.
Условия применения береговых водосбросов. Береговые водосбросы применяются, как правило, в следующих случаях:
а) в составе низконапорных гидроузлов с грунтовой плотиной при небольших сбрасываемых расходах и благоприятных топографических условиях;б) на гидроузлах среднего и высокого напора с грунтовыми плотинами, когда размещение водосброса в теле плотины невозможно или нецелесообразно по условиям надежности или из-за конструктивных трудностей;
в) на гидроузлах в узких створах, где стеснен фронт строительных работ или недостаточен водосливной фронт (например, из-за размещения за плотиной здания гидроэлектростанции);
г) при пропуске строительных расходов через обходные тоннели, которые могут быть Частично или полностью использованы в эксплуатационный период.
На низконапорных гидроузлах иногда возможно использовать для полного или частичного пропуска паводковых расходов пойму реки, являющуюся в этом случае естественным береговым водосбросом.
Классификация и типы береговых водосбросов. В дополнение к общей классификации водопропускных сооружений, данной в главе 4, можно добавить следующее. По основному конструктивному признаку береговые водосбросы можно разделить на открытые (с незамкнутым поперечным сечением), закрытые (с замкнутым поперечным сечением) и комбинированные ( с чередующимися открытыми и закрытыми участками).
Основными признаками, определяющими тип берегового водосброса, являются гидравлические и конструктивные особенности его сбросной части (рис. 15.1). В этой связи можно выделить следующие основные типы береговых водосбросов: водосбросные каналы с преодолением разности уровней бьефов быстротоком (рис. 15.1, а), ступенчатым (рис. 15.1, б) и консольным (рис. 15.1, в) перепадами; трубчатые поверхностные водосбросы со сбросной частью в виде труб, уложенных в грунтовую выемку с их полной или частичной засыпкой
Некоторые возможные варианты конструкций головных частей (водоприемников) показаны на рис. 15.1. Помимо этого возможны конструкции в виде траншейного водослива (рис. 15.2, а), башенного (рис. 15.2, б) или безбашенного глубинного (рис. 15.2, в) водоприемников, поверхностного башенного водоприемника, например, в виде башни с кольцевым водосливом (рис. 15.2, г) или сифоном (рис. 15.2, д).
Используются водоприемники и других конструкций, например, в виде спиральной камеры в случае шахтного водосброса. Такая конструкция за счет закрутки потока обеспечивает устойчивый гидравлический режим в вертикальной шахте и называется вихревым шахтным водосбросом. В последние годы появились предложения использовать закрутку потока для гашения его избыточной энергии. Для этого на трассе туннельного водосброса предусматриваются вихреобразующее устройство и вихревые гасители.
Конструкции концевых частей береговых водосбросов могут быть выполнены в виде (см. гл. 4):
1) водобойного колодца с гасителями энергии или без них (часто для снижения удельного расхода колодец делается с расширением) с реализацией донного режима сопряжения бьефов (рис. 15.1, а, б, г);
2) уступа, за которым образуется поверхностный режим;
3) консоли с гашением энергии в водяной подушке и яме размыва (рис. 15.1, в);
4) трамплина, отбрасывающего струю на безопасное от сооружения расстояние (как разновидность этой конструкции можно выделить трамплины виражи, рассеивающие трамплины и трамплины с боковым сливом).
Возможны комбинированные конструкции береговых водосбросов, состоящие из нескольких участков, выполненных в виде водосбросных частей разных типов. Часто комбинированные водосбросы представляют собой соне тание открытой и закрытой проточной части (например, открытой входной части в виде траншейного водоприемника с боковым водосливом и туннельной сбросной части на рис. 15.2, а).
Вопросы, связанные с выбором типа берегового водосброса и его конструктивных особенностей будут изложены в п. 15.7.
