Ковш рисбермы многопролетной плотины Советский патент 1992 года по МПК E02B8/06 

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано при строительстве водопропускных гидротехнических сооружений на нескальных основаниях.

Конструкции рисбермы по типу ковша предназначены для защиты русла от местного размыва и создания в концевой части ковша неразмывающих скоростей.

В многопролетных плотинах при различных схемах маневрирования затворами в нижних бьефах возникают сбойные течения, ведущие часто к размыву береговых откосов и значительному увеличению ширины воронки размыва в плане. Это приводит к ухудшению гидравлики потока в отводящем русле и к значительным его деформациям, к недопустимым подмывам берегов и береговых устоев гидротехнических сооружений.

Цель изобретения - повышение устойчивости рисбермы путем уменьшения сбой- ности сбросного потока и размывов в отводящем русле при различных маневрированиях затворами в пролетах плотины.

Цель достигается тем, что ковш рисбермы выполнен в плане сужающимся в направлении к отводящему руслу и с шириной по дну в конце сужения, определяемой по зависимости

Вк Вр- тНвр. Д

где Вк - ширина ковша по дну в конце сужения;

VI

ел ю о ю о

Вр - ширина рисбермы;

Нв.р. - глубина воронки размыва;

m - коэффициент заложения верхового откоса ковша;

/5 - коэффициент сужения, принимаемый в пределах 0,3 ... 0,5.

Выполнение ковша рисбермы сужающимся в плане с направлением сужения в сторону отводящего русла позволяет переформировать поток путем сосредоточения максимальных скоростей по сои отводящего русла, тем самым предотвратить деформацию береговых откосов, наиболее подверженных размывам.

Для обеспечения минимальных размывов береговых откосов плановая форма предлагаемой конструкции ковша должна быть близка к форме естественной стабилизированной ямы размыва, возникающей за рисбермой в некрепленном русле. Плановая форма естественной стабилизированной ямы размыва характеризуется коэффициентом сужения /3 . Как показали опыты при равномерном по фронту поступлении воды на рисберму /5 0,3 - 0,4, при резко неравномерном по фронту поступлении воды на рисберму/3 0,35-0,5.

Повышение упомянутых пределов значений /3 в предлагаемой конструкции ковша приводит к дополнительным размывам в нижнем бьефе с возможным нежелательным и непредсказуемым искажением плановой формы ямы размыва, а преуменьшение пределов значений приводит к излишнему (необоснованному) объему строительных работ и к снижению эффективности борьбы со сбой- ностью потока.

На фиг. 1 представлен продольный разрез сооружения с концевой частью рисбермы по типу ковша, сужающегося в плане; на фиг, 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - представлен общий вид сооружения с концевой частью рисбермы по типу ковша, сужающегося в плане; на фиг. 4 представлены формы воронок размыва, полученные экспериментально.

Сооружение состоит из многопролетной водосливной плотины 1, водобоя 2, горизонтального крепленого участка рисбермы 3, сужающейся наклонной части рисбермы 4, ковша 5, наполненного каменной наброской, и отводящего русла 6.

Сооружение работает следующим образом.

Поток, проходя через многопролетную водосливную плотину 1, попадает на водобой 2, где происходит интенсивное гашение его кинетической энергии; затем на горизонтальный крепленый участок рисбермы 3, где происходит равномерное распределение потока по ширине, после чего сбрасывается по сужающейся наклонной части рисбермы 4 в ковш 5, где происходит переформирование потока путем сосредоточения максимальных скоростей по оси отводящего русла 6.

Таким образом в плане форма ковша 5 сосредотачивает основной расход по стержню потока, вдоль оси отводящего русла 6, и тем самым разгружает его берега и береговые устои, увеличивая скорости на стержне и уменьшая их вдоль берегов. Такая конструкция ковша позволяет эффективно бороться со сбойностью потока на сходе его с крепленой части сооружения, что имеет очень важное значение.

Выбору коэффициента сужения ковша должно придаваться большое значение, он

должен тщательно обосновываться с учетом грунта основания, а в ряде случаев необходимо проводить модельные исследования.

Использование предложенной конструкции ковша позволяет сократить объем

бетонных и земляных работ до 30%, объем каменной наброски на 15 - 20% и, кроме того, увеличить срок службы сооружения в 1,5 - 2 раза, что дает экономию в народном хозяйстве,

Формула изобретения

Ковш рисбермы многопролетной плотины, расположенный на концевом участке рисбермы перед отводящим руслом и выполненный с креплением его дна в виде

каменной наброски, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости рисбермы путем уменьшения сбойности сбросного потока и размывов в отводящем русле при различных маневрированиях затворами в пролетах плотины, он выполнен в плане сужающимся в направлении к отводящему руслу и с шириной Вк по дну в конце сужения, определяемой по зависимости Вк Вр - тНв.р р 1

где Вр- ширина рисбермы;

Нв.р. - глубина воронки размыва; т - коэффициент заложения верхнего откоса ковша;

/ - коэффициент сужения, принимаемый в пределах 0,3 - 0,5.

to

О)

ел

CD

to

41

.Nj

5

1

s

распределения скоростей п плане

ГОи IHH гшрокки раамыма

Использование: строительство водопропускных гидротехнических сооружений на нескальных основаниях. Сущность изобретения: ковш рисбермы 3. расположенный за многопролетной плотиной 1 и имеющий крепление дна в виде каменной наброски, выполнен в плане сужающимся в направлении к отводящему руслу бис шириной по дну в конце сужения, определяемой по зависимости Вк Вр - плНв р. /3 ; где Вк - ширина ковша по дну в конце сужения; Вр - ширина рисбермы; Нв.р - глубина воронки размыва; m - коэффициент заложения верхового откоса ковша; ft - коэффициент сужения, принимаемый в пределах 0,3 - 0,5. Выполнение ковша рисбермы сужающимся в плане с направлением сужения в сторону отводящего русла позволяет переформировать поток путем сосредоточения его максимальных скоростей по оси отводящего русла, уменьшить сбой- ность потока, размывы в отводящем русле и деформацию береговых откосов при различных маневрированиях затворами в пролетах плотины. 4 ил. СО с

X.

Фиг. 4