Гидроузел двустороннего водозабора Советский патент 1986 года по МПК E02B9/04 E02B8/02 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к водозаборным гидроузлам на реках с обильными влекомыми наносами, большим количеством плавающих тел (кусты, бревна, лед, шуга и т.п.), наличием рыбной молоди, перемешиваюш,ей- ся в поверхностных слоях речного потока и внезапно нарастающих паводков.

Цель изобретения - уменьшение захвата влекомых наносов при водозаборе путем повышения устойчивости винтовых наносо- транспортирующих течений.

На фиг. 1 изображена схема водозаборного гидроузла, план: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1, на фиг. 5 - гидроузел, вид со стороны подводящего русла.

Гидроузел двустороннего водозабора содержит зарегулированные подводящее 1 и отводящее 2 русла, боковые водоприемные регуляторы 3, водослив 4, размещенный в центральной части подводящего русла 1, промывочные пролеты 5, разделенные бычками б и расположенные между водосливом 4 и водоприемными регуляторами 3, и криволинейные выпуклые в сторону подводящего русла 1 наносонаправляющие пороги 7. Каждый порог 7 выполнен с козырьком 8 на верхней кромке, обращенным в сторону подводящего русла 1, и установлен перед соответствующим боковым водоприемным регулятором 3 в подводящем русле 1 под углом к его оси со смещением верховой части порога 7 выше по течению относительно этого водоприемного регулятора 3 на расстояние, не менее двух глубин этого регулятора 3 и с примыканием низовой части порога 7 к бычку 6 ближнего к этому регулятору 3 промывного пролета 5. Водослив 4 выполнен в плане с криволинейными выпуклыми боковыми стенками, выдвинутым в подводящее русло 1 относительно промывочных пролетов 5 на величину не менее двух глубин промывного пролета 5 и с щириной корневой части, равной 0,2-0,35 ширины зарегулированного подводящего русла 1.

Гидроузел двустороннего водозабора работает следующим образом.

В зарегулирванном по условиям прЪ- пуска паводка подводящем русле 1 в период паводка поток протекает устойчиво, и наблюдается перемещение наносов в виде ленточной гряды без образования осередков и побочней и без деления потока на рукава.

Вдоль стенок водослива 4 и наносо- направляющих порогов 7 возникают вторичные винтовые течения, способствующие смыву влекомых наносов из зоны водоприемных регуляторов 3 к промывным пролетам 5. В водоприемные регуляторы 3 поступает поток воды, осветленный от влекомых наносов.

В наносотранспортирующую межень принятая по условиям пропуска паводка ширн

на зарегулирванного подводящего русла 1 оказывается избыточной, что приводит к образованию осередков, побочней, которые изменяют направление потока на подходе к сооружению.

Изменение направления подхода потока к наносонаправляющим сооружениям (водосливу 4 и наносонаправляющим п орогам 7) может повлечь за собой ликвидацию вторичных локальных винтовых течений вдоль них, что способствует резкому ухудшению наносного режима водозабора.

Стеснение меженного потока высокими стенками водослива 4 способствует поддержанию устойчивого протекания потока с заданным направлением подхода при условии, если ширина корневой части водослива 4 равна или больше разности между устойчивой шириной подводящего русла 1 в паводок и в межень, т.е. составляет 0,2-

0 0,35 ширины зарегулированного подводящего русла 1.

Водослив 4 и пороги 7 выполняют на- носонаправляющую функцию, так как взаимодействуют с потоком при образовании вдоль них вторичных винтообразных циркуля5 ционных течений. Эти вторичные течения обладают повышенной транспортирующей Способностью и характеризуются двумя составляющими скорости - продольной и поперечной. Продольная составляющая способствует транзиту потока, нагруженного влеко- .чыми наносами, вдоль наносонаправляющих сооружений, поперечная составляющая способствует взмучиванию и повышению трансортирующей способности потока. Наилучшее соотношение между продольной и поперечной составляющими скорости вторичного винтового течения получается в диапазоне изменения угла ориентации сооружения к потоку в пределах 50-40°.

Данные по исследованию составляющих 0 скорости вдоль порота 7 и его наносо- защитной характеристики свидетельствуют о том, что выпуклая форма обеспечивает соотношение продольных и поперечных составляющих скорости вторичного винтового течения, благоприятное для транспортирова- 5 ния влекомых наносов в промывной пролет 5. При этом у выпуклой формы продольная (сносящая наносы) составляющая скорости увеличивается от начальной к концевой части порога 7 на 24%, но поперечная составляющая вторичного винтового течения (взмучивающая наносы) у выпуклой формы от начальной к концевой части порога 7 уменьшается па 53%. Следовательно, при выпуклой форме направляющей конструкции взмучивающая (поперечная) составляющая 2 скорости убывает по длине при одновременном увеличении сносящей (продольной) составляющей, что способствует смыву наносов в промывной пролет 5. Для исключе0

5

0

1255681

3

ния влияния работы водоприемных регулято-гуляторами 3, т.е. вынесена на величину

ров 3 на формирование вторичного винто-не менее двух глубин потока,

вого течения вдоль наносонаправляющихПри этом вдоль наносонаправляющих

устройств начало их должно быть вынесеноустройств формируется интенсивное вторичза пределы интенсивной кривой спада вод-ное винтовое течение, способствующее транной поверхности перед водоприемными ре- 5зиту влекомых наносов.

А-А6

,

.х П

в 7

,УНВ

f

Фиг г

6-S

Риг.З

фиг Л