6. Расчет паводкового водосброса

Для пропуска паводка предусматривается открытый регулируемый водосброс. Это позволяет аккумулировать часть объема половодья в емкости форсировки, а часть в полезной емкости.

Расчет водосброса проводится для основной и проверочной обеспеченности максимальных расходов. Открытый регулируемый водосброс рассчитывается на пропуск максимального расхода основной обеспеченности при отметке НПУ, а расхода проверочной обеспеченности - при отметке ФПУ. Ширина водосливной части определяется по допустимому на размыв удельному расходу воды. Для этого, зная проектную максимальную глубину воды в нижнем бьефеh_мах=6 м при прохождении максимального расхода Q_maxи допустимую на размыв скорость течения воды v_don(принимается равной 1,15 м/с для супесчаных грунтов русла реки в нижнем бьефе) определяется допустимый удельный расход

q_доп=h_maxv_доп,м²/с

q_доп=61,15=6,9_,м²/с

Для сооружений III класса (основной расчетный случай) при пропуске максимального расхода обеспеченность 3%.Соответствующий ей расход пропускается через водосброс при отметке НПУ. Максимальный расход обеспеченностью 0,5 % (поверочный расчетный случай) пропускается при отметке ФПУ.

Ширина водосливной части открытого регулируемого водосброса В рассчитывается по формуле В=Q′_ma_х3%/q_доп,

гдеQ′_ma_х3% - расход холостого сброса при половодье 3% обеспеченности через пропускные отверстия водосброса при аккумуляции части стока в водохранилище.

При предпаводковой сработке водохранилища при сезонном регулировании стока для аккумуляции стока половодья используется вся полезная емкость водохранилища за вычетом объемов воды, забираемой для использования промышленностью, для орошения и экологического стока.

Таким образом, объем, используемый для трансформации стока в данном случае

V_тр=V_{полезн.}

При пропуске максимального половодья низкой обеспеченности, в соответствии со СНиП 33-01-2003, все водопропускные отверстия должны работать при полном открытии затворов, таким образом, расход воды, пропускаемый через донный водоспуск во время половодья будет при напоре Н=НПУ-НБ_max=14,3-6,0=8,3м, по графику рис.5.2 Q_дон =9,5 м³/с. Расход воды, забираемый промышленным предприятием постоянный в течении всего года (п.2.1.1) Q_пром=1,62 м³/с. Расход воды, забираемый для орошения в соответствии с оросительными нормами (п.2.1.2), Q_орош=3,36 м³/с.

Общий расход

Q_исп=Q_пром +Q_орош +Q_дон=1,62+3,36+9,50=14,5 м³/с.

Объем использованной воды за 45 дней

W_исп=4524606014,5=56,4 млн. м³.

Холостой расход, сбрасываемый через водосброс, равен

Для гидротехнических сооружений III класса расчетная обеспеченность для пропуска основного расхода воды 3%, поверочного расхода – 0,5%. При НПУи ФПУ для ГТС III класса

Q_{хол.НПУ}=Q′_ma_х3%;

Q_{хол.ФПУ}=Q′_ma_х0,5%.

Объем половодья расчетной обеспеченности(п.3.2)

W_полов3%=603 млн. м³;

W_{полов0,5%}=797 млн. м³.

Ширина водосливного фронта для обеспечения допустимого удельного расхода по условию неразмываемости грунтов русла

В=Q_хол3%/q_доп=150/6,9=21,7 м

Принимая стандартную ширину секции водослива b_ст=4,0 м,(табл. 2.13Приложения 2), определяется количество секций n= В/b_ст, которое округляется в большую сторону.

n=21,7/4,0=5,46.Принимается стандартная ширина секции 4,0 м, количество секций 6.

Проектируется водослив с широким порогом (для которого выполняется условие:

2 <l/h_в<10 ,

где длина водосливной части l, напор на водосливе h_в, не подтопленный (уровень порога водослива выше уровня воды в нижнем бьефе), с боковым сжатием (ширина водослива меньше ширины потока в верхнем бьефе) с нормальным порогом (вектор скорости перпендикулярен кромке водослива), т = 0,32÷0,35.

Определяется отметка порога водослива: П=НПУ-h_НПУ