Водопропускные сооружения
Объем задерживаемого стока во многих случаях больше объема водохранилища, а потому его надо периодически сбрасывать в нижний бьеф. В ряде случаев в нижнем бьефе нужно также сбрасывать, или «попускать», воду.
В процессе эксплуатации может возникнуть аварийная ситуация и необходимость ремонта сооружений в верхнем бьефе. При этом потребуется частично или полностью освободить водохранилище от воды. Наконец, при сопряжении бьефов нужно пропускать воду так, чтобы она не повредила основные сооружения гидроузла, т. е. гасить ее кинетическую энергию или •сопрягать бьефы.
Для всех перечисленных надобностей устраивают специальные гидротехнические сооружения называемые водопропускными. В зависимости от назначения их делят на четыре группы: водосбросы — для сброса излишков воды из водохранилища;
водозаборы — для забора воды из водохранилища и подачи ее потребителям;
водоспуски — для частичного или полного опорожнения водохранилища;
сопрягающие сооружения или водогасители — для гашения энергии потока и уменьшения размыва дна.
Водосбросы. В зависимости от высотного положения входной части их разделяют на поверхностные и глубинные.
К поверхностным относят такие водосбросы, у которых входная часть (оголовок) соприкасается непосредственно с атмосферой, а отводящая часть может быть либо открытой, либо 'заглубленной в грунт. В глубинных же водосбросах входная часть находится под уровнем воды.
Открытые водосбросы могут быть управляемыми, если на входной части размещены затворы, и неуправляемыми (автоматическими), если вход воды находится на отметке НПУ.
Сопрягающие сооружения. Сопрягающими называются сооружения для перевода потока воды с высоких отметок местности на более низкие (сопряжение бьефов) с целью гашения "кинетической энергии потока. Такие сооружения предназначены:
для сопряжения участков каналов, находящихся на разных уровнях,
для сопряжения берегового водосброса плотины с нижним 6ьефом;
для устройства лесосплавных сооружений;
для защиты оврагов и балок от эрозии поверхностными водами.
Сопрягающие сооружения бывают трех типов: быстротоки, перепады, консольные водосбросы. Применение того или иного типа обусловлено рельефом местности и целевым назначением. Материалом для возведения этих сооружений наиболее часто служит монолитный и сборный железобетон.
Быстроток состоит из входной части, лотка, гасителя энергии и выходной части (рисбермы). Входная часть выполняется в виде водослива с широким порогом, имеющего в плане вид раструба или воронки и поперечное сечение прямоугольного или трапецеидального профиля.
Перепадом называется ступенчатое сопрягающее сооружение, возводимое на участках со значительной разностью отметок местности. Перепады бывают одно- и многоступенчатыми, а по форме поперечного сечения — прямоугольными и трапецеидальными.
Перепад состоит из входной части, аналогичной входной части быстротока, ступеней перепада гасителя и выходного участка. Высота ступеней принимается 2—4 м. Толщина флютбета определяется расчетом и в зависимости от расхода и высоты падения может изменяться от 40 до 100 см. Гаситель и выходная часть перепада оформляются аналогично таковым в быстротоке.
Консольный водосброс — открытое сопрягающее сооружение, в котором поток воды вначале движется по сооружению, а затем —свободно падает по воздуху на неукрепленный грунт. Такие гасители устраиваются только на скальных грунтах и в этом случае наиболее экономичны, так как при одной и той же разности бьефов их железобетонная часть короче, а водобойная часть не должна укрепляться.
Затворы гидротехнических сооружений. Затворами называют подвижные конструкции, предназначенные для частичного или полного перекрытия водопропускных отверстий с целью регулирования уровня воды в верхнем бьефе и пропуска ее расходов в нижний бьеф.
Каждый затвор состоит из трех основных частей: подвижной (пролетное строение), неподвижной (закладные части) и механизма, приводящего в движение затвор.
По конструктивному исполнению затворы бывают плоскими, сегментными, секторными, шандорными и некоторыми другими; для заглубленных водоспусков применяют задвижки, дисковые и игольчатые затворы.
Чаще всего для перекрытия водосливных отверстий используют плоские затворы размерами в свету не более 5X4 м и сегментные для плотин с напором 5 м и более. Шандоры чаще всего служат ремонтными затворами.