МНОГОТРАНШЕЙНЫЙ ВОДОСБРОС

Полезная модель относится к гидротехническому строительству, в частности к водосбросным сооружениям, и может быть использована для пропуска паводковых расходов в составе водосливного фронта.
Широко известны траншейные водосбросы с наклоном дна в сторону нижнего бьефа, разработка конструкций которых основана на обеспечении высокой пропускной способности водосливного фронта (см., например, Агасиева С.И. «Боковые водосливы и траншейные водосбросы», - М.; Госстройиздат, 1956, стр.(75…82) и «Траншейный водосброс» - Патент РФ №2213827, опубл. 10.10.2003 г.). Основным недостатком таких конструкций является нерациональное использование водосливного фронта, в частности, отсутствие обеспечения минимальной величины изменения уровня верхнего бьефа, при пропуске расчетных паводковых расходов.
Подобным недостатком обладает наиболее близкий к предлагаемой полезной модели и принятый за прототип многотраншейный водосброс с уклоном дна и расширяющейся формой траншей в сторону нижнего бьефа (см. «Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений», Справочное пособие. - М.; Энергоиздат, 1985, стр.(175…179). К тому же такие сооружения ограничивают пропуск паводковых расходов с увеличением напора на гребне водослива, а также не могут быть использованы в условиях средне и низконапорных гидроузлов. Задачей, на решение которой направлен предлагаемый многотраншейный водосброс, является максимальное использование возможности водосливного фронта.
Поставленная задача решается при реализации полезной модели за счет достижения технического результата, заключающегося в оптимизации конструкции, обеспечивающей повышение пропускной способность водосброса и создания благоприятного режима течения в траншеях
1
1
2
2
1
Данный технический результат достигается тем, что в многотраншейном водосбросе с уклоном дна и расширяющейся формой траншей в сторону нижнего бьефа, согласно полезной модели, траншеи выполнены в виде лотков, объединенных в периодическую, пространственную конструкцию из вертикальных боковых стенок в форме прямоугольной трапеции, дна в форме равнобочной трапеции и обращенной в рабочем состоянии конструкции к верхнему бьефу вертикальной прямоугольной торцевой стенки, стороны которой соединены с соответствующими малым основаниям трапеций сторонами боковых стенок и дна. Стенки лотков оснащены насадками в виде пластин с гребнем водослива кругового очертания с возможностью перемещения гребня по высоте, а также закрепления его в положении, которое обеспечивает необходимое изменение уровня верхнего бьефа, отношение длины торцевой стенки b каждого лотка к длине его боковой стенки l находится в пределах 0,185≤b/l≤0,225, а расстояние между ближайшими краями торцевых стенок bудовлетворяет условию b≈2b. Возможность перемещения гребня по высоте, а также его закрепления в положении, которое обеспечивает необходимое изменение уровня верхнего бьефа реализована наличием вертикальных продолговатых отверстий в пластинах с гребнем водослива и сопряженных с ними болтовых соединений с вертикальными стенками лотков. Уклон дна; каждого лотка в сторону нижнего бьефа ограничен условием 0,05≤i≤0,1.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен фрагмент конструктивной схемы многотраншейного водосброса. План этого фрагмента представлен на фиг.2, а его сечения на фиг.3.
Устройство состоит из траншей, выполненных в виде лотков, объединенных в периодическую пространственную конструкцию. Каждый лоток изготовлен из вертикальных боковых стенок 1, в форме прямоугольной трапеции, вертикальной прямоугольной торцевой стенки 2. и дна 3, в форме равнобочной трапеции. Стороны торцевой стенки 2 соединены с соответствующими малым основаниям трапеций сторонами боковых стенок 1 и дна 3, а вся конструкция в рабочем состоянии обращена торцевыми стенками 2 к верхнему бьефу. Стенки 1 и 2 снабжены насадками в виде пластин 4 с гребнем водослива кругового очертания 5 с возможностью перемещения по высоте и закрепления его в положении, которое обеспечивает необходимое изменение уровня верхнего бьефа. Такая возможность реализована наличием в пластинах 4 продолговатых в вертикальном направлении отверстий 6 и сопряженных с ними болтовых соединений 7 со стенкам 1 и 2.
Устройство работает следующим образом. В период нарастания паводка отметка уровня верхнего бьефа начинает превышать отметку гребня водослива 5 и вода из акватории водохранилища поступает через гребень 5 стенок 1 и 2 в лотки одновременно по всей длине водосливного фронта. Схематично, это показано на фиг.3 в сечении В-В заштрихованной областью над гребнем 5. При ожидании паводковых расходов, отличных от расчетных, с помощью болтовых соединений 7 пластины 4 вместе с гребнем водослива 5 перемещают по высоте вдоль стенок 1 и 2 и фиксируют в положении, которое обеспечивает необходимое изменение уровня верхнего бьефа.
1
1
2
2
1
Расчеты и многочисленные исследования на моделях свидетельствуют, что оптимальный режим работы предлагаемого многотраншейного водосброса достигается, когда отношение длины торцевой стенки b каждого лотка к длине его боковой стенки l находится в пределах 0,185≤b/l≤0,225, а расстояние между ближайшими краями торцевых стенок b удовлетворяет условию: b≈2b. При этом, длины верхней и нижней сторон боковых стенок 1 подобраны так, что уклон дна i в сторону нижнего бьефа составляет 0,05≤i≤0,1.
Таким образом, использование предложенного многотраншейного водосброса, в отличие от аналогов и прототипа, обеспечивает пропуск расчетных расходов при минимальном изменении уровня верхнего бьефа.