Основные принципы проектирования резервного водосброса с размываемой вставкой

На основании накопленного к настоящему времени опыта применения резервных водосбросов с размываемыми грунтовыми вставками и проведенных ранее исследований даны рекомендации по проектированию и расчетам таких сооружений. Представлены четыре варианта конструктивных и компоновочных решений. Первый вариант – размываемая вставка располагается в теле грунтовой плотины. Ограничивающая размыв одежда – бетонная. Второй вариант – то же, но ограничивающая размыв одежда выполнена из мягкого полимерного материала, например из геотекстиля или полимерной пленки. По третьему варианту размываемая вставка располагается в одном или нескольких пролетах поверхностного водосброса и работает по типу затвора «Гидроплюс». Четвертый вариант применим при соответствующих топографических условиях. Здесь размываемая вставка располагается вне напорного фронта в обход плотины и представляет собой небольшую размываемую дамбу. Предложен порядок гидравлических расчетов, которые выполняются в два этапа. На первом этапе определяют размеры водосбросного отверстия резервного водосброса на пропуск расчетного расхода. Затем выполняют расчет размыва грунтовой вставки, располагаемой в этом отверстии, который происходит при переливе воды через ее гребень при аварийной ситуации. Этот расчет дает возможность определить время размыва, а также построить гидрограф расхода воды через размываемый водосброс, графики изменений уровня верхнего бьефа и отметки гребня вставки в процессе размыва. Дифференциальные уравнения, описывающие процесс размыва, удобно решать численным методом. Предложен алгоритм расчета.

1. Проектирование и строительство больших плотин: материалы IX Международного конгресса по большим плотинам. Вып. 2: Постоянные и временные водосбросные сооружения / сост. М. Б. Гинзбург. М.: Энергия, 1972. 155 с.

2. Murti, N. G. K. Breaching Sections / N. G. K. Murti // Irrigation and Pover. 1978. Vol. 35, No 3. P. 341–363.

3. Филиппович, И. В. Водосброс по типу размываемой вставки / И. В. Филиппович, П. М. Богославчик // Водное хозяйство и гидротехническое строительство: респ. межведомств. сб. Минск: Вышэйш. шк., 1982. Вып. 12. С. 96–100.

4. Богославчик, П. М. Гидравлический расчет резервного водосброса с размываемой грунтовой вставкой // Водное хозяйство и гидротехническое строительство: респ. межведомств. сб. Минск: Вышэйш. шк., 1990. Вып. 19. С. 24–30.

5. Лунаци, М. Э. Затворы системы «Гидроплюс» как фактор повышения безопасности и экономичности гидроузлов / М. Э. Лунаци, Г. Ф. Онирченко, В. Б. Родионов // Безопасность энергетических сооружений. М: ОАО «НИИЭС», 1998. Вып. 2; 3. С. 89–99.

6. Богославчик, П. М. Расчетная модель размыва грунтовых плотин при переливе / П. М. Богославчик // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 4. С. 292–296.

7. Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П. Г. Киселева. М.: Энергия, 1974. 313 с.

8. Теоретические основы расчета размыва грунтовых плотин при переливе воды через гребень / В. В. Ивашечкин [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 3. С. 276–284. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-3-276-284.

9. Богославчик, П. М. К определению коэффициента шероховатости при расчете размыва грунтовых вставок / П. М. Богославчик // Водное хозяйство и гидротехническое строительство: респ. межведомств. сб. Минск: Вышэйш. шк., 1989. Вып. 18. С. 74–76.

10. Гончаров, В. Л. Динамика русловых потоков / В. Л. Гончаров. Л.: Гидрометеоиздат, 1962. 373 с.