Высоконапорная водосбросная плотина

 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для сброса воды из верхнего бьефа в нижний. Цель изобретения повышение надежности работы водосбросов за счет снижения взаимодействия потока на конструкции в нижнем бьефе. Цель достигается синхронной скоростью открытия расположенных в два яруса затворов за счет их жесткой связи между собой штангой, а также обеспечением равнозначных расходов потока в обоих ярусах за счет снижения ширины нижнего затвора по отношению к ширине верхнего затвора пропорционально разнице скоростей потоков в зоне затворов, чем обеспечивается максимальная эффективности гашения энергий соударяющихся в нижнем бьефе потоков и снижения силового воздействия потоков на конструкцию водосбросов. 2 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для сброса воды из верхнего бьефа в нижний.

Цель изобретения повышение надежности работы за счет снижения воздействия потока на конструкции в нижнем бьефе и водосбросные лотки с трамплинами, на низовой грани плотины.

На фиг. 1 изображена высоконапорная водосбросная плотина, вертикальный разрез; на фиг.2 верхний и нижний затворы, горизонтальные разрезы.

Высоконапорная водосбросная плотина включает выполненные в теле плотины 1 один над другим отводящие водоводы 2 и 3 с затворами 4 и 5, снабженными механизмами 6 маневрирования, а также размещенные между быками 7 на низовой грани 8 плотины и сопряженные с отводящими водоводами водосбросные лотки 9 и 10 с трамплинами 11 и 12. Затворы жестко соединены между собой штангой 13, расположенной в вертикальном канале 14 в теле плотины между затворами, выполненном со стенками, образующими с поверхностью штанги антифрикционную пару, причем верхняя часть штанги на длине, равной высоте верхнего затвора, выполнена гидравлически обтекаемой формы в направлении движения потока. Нижняя поверхность 15 верхнего трамплина сопряжена с потолком нижнего отводящего водовода и выполнена в виде струенаправляющей поверхности, направляющей поток воды на нижний лоток. Затворы выполнены с одинаковой высотой, а нижний затвор выполнен с шириной, меньшей ширины верхнего затвора и определяемой из соотношения b₂= b₁()/ где Н₁ напор верхнего затвора, м; Н₂ напор нижнего затвора, м; b₁ ширина верхнего затвора, м; b₂ ширина нижнего затвора, м; g ускорение свободного падения, м/c².

Плотина работает следующим образом.

Включают механизм 6 маневрирования, который открывает верхний затвор 4 и одновременно через штангу 13 нижний затвор 5. Этим обеспечиваются синхронная скорость открытия обоих затворов и уменьшение вдвое количества механизмов маневрирования в водосбросах. Два потока с разными скоростями, но с одинаковыми расходами за счет разной ширины затворов устремляются вниз соответственно в водосбросных лотках 9 и 10 с возрастающей скоростью, достигают трамплинов 11 и 12 и отбрасываются в сторону нижнего бьефа. В полете потоки аэрируются и расширяются в направлении полета. В конце полета вблизи поверхности воды потоки соударяются под углом более 30^о, гася кинетическую энергию друг друга. При этом нижний поток экранирует верхний от его прорыва в сторону дна реки. В свою очередь, верхний поток экранирует нижний от его прорыва вниз по реке, чем предотвращается разрушение ее берегов и устраняется негативное воздействие водосбросов на судоходство со стороны нижнего бьефа гидроузла при пропуске паводка. Как показали опыты, такое выполнение водосброса обеспечивает уменьшение силового воздействия потока на конструкции в нижнем бьефе более чем на порядок.

Формула изобретения

ВЫСОКОНАПОРНАЯ ВОДОСБРОСНАЯ ПЛОТИНА, включающая выполненные в теле плотины один над другим отводящие водоводы с затворами и механизмами маневрирования затворами, размещенные между быками на низовой грани плотины, и сопряженные с отводящими водоводами водосбросные лотки с трамплинами, отличающаяся тем, что затворы жестко соединены между собой штангой, расположенной в вертикальном канале, выполненном со стенками, образующими с поверхностью штанги антифрикционную пару, а верхняя часть штанги на длине, равной высоте верхнего затвора, выполнена гидравлически обтекаемой формы, причем нижняя поверхность верхнего трамплина сопряжена с потолком нижнего отводящего водовода и выполнена в виде струенаправляющей поверхности, направляющей поток воды на нижний лоток, затворы выполнены с одинаковой высотой, а нижний затвор выполнен шириной b₂, меньшей ширины b₁ верхнего затвора и определяемой из соотношения где H₁ напор верхнего затвора, м; H₂ напор нижнего затвора, м;
g ускорение свободного падения, м/с².

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2