Туннельный водосброс Советский патент 1993 года по МПК E02B8/06 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, может быть использовано в качестве водосброса высоко- и средненапорных гидроузлов.

Известен гаситель катящих волн, содержащий узел для гашения энергии волн. Данный гаситель состоит из ножей-отсекателей волн, поплавков-противовесов для регулирования положения .ножей. Вопросы вентиляции и безнапорного режима в данном случае для открытых каналов не ставятся. Для туннелей при использовании такого гасителя эти вопросы возникают совместно с другими: поплавок уменьшает пропускную способность водосброса, установка ножей в надводном пространстве требует увеличения сечения туннеля.

В другом известном решении, включающем входной оголовок, туннель и кбнцевой участок, туннель выполняется наклонно с тем, чтобы под некоторым углом соединить с существующим строительным туннелем, или целиком используется весь строительный туннель. Туннель может работать как в напорном, так и безнапорном режимах. При напорном движении воды в туннеле возни кают вопросы, связанные с кавитационной эрозией облицовки туннеля и фильтрацией потока через нее. Поэтому напорные туннели металлоемкие и обходятся очень дорого. Ктому же строительныетуннели рассчитаны на безнапорный режим и при окончательной стадии строительства их приходится дополнительно укреплять металлом.

Намного дешевле обходится строительство безнапорных туннелей. В этом случае, даже при использовании части строительного туннеля, сокращаются сроки и затраты на строительство. Однако при безнапорном режиме необходимо обеспечить вентиляцию туннели и недопустимо образование волн на поверхности потока, что приводит к образованию пробкового движения и разрушению облицовки туннеля. Таким образом надежность работы безнапорного туннеля зависит от обеспечения гладкой поверхности потока путем гашения образующихся на поверхности волн..

Цель изобретения - повышение надежности работы водосброса путем обеспечения вентиляции туннеля и безнапорного движения потока.

(Л

С

vj

ю

io

00

со

Поставленная цель достигается тем, что на боковых стенках туннеля закрепляется пластина с отверстиями, имеющая плавно- обтекаемое очертание, рассчитанное по уравнениям Н.Е.Жуковского. Пластина устанавливается в тех местах (за поворотом, в начальном участке туннеля), где по расчету возникают волны. Нижняя грань пластины устанавливается на расчетном уровне воды в туннеле, а верхняя с образованием в верхней части туннеля прохода для воздушной вентиляции сооружения. Высота пластины равна максимальной высоте волны. Отверстия в пластине служат для того, чтобы максимально уменьшить влияние пластины на движение воздушного потока.

В предлагаемой конструкции плавнооб- текаемая пластина с отверстиями устанавливается таким образом, чтобы обеспечивалась нормальная вентиляция туннеля, и не уменьшалась пропускная способность водосброса. Ллавнообтекаемая пластина с отверстиями позволяет гасить энергию волн без образования обратных волн и поток после прохождения пластины имеет горизонтальную поверхность.

Схема предлагаемой конструкции представлена на чертеже, где: 1 - потолок туннеля; 2 - дно туннеля; 3 - волны на поверхности потока; 4 - плавнообтекаемая

пластина с отверстиями; 5 - воздушное пространство; б - поток за пластиной.

Устройство работает следующим образом.

Из-за возмущений на входе и ряда причин на поверхности потока возникают волны 3, угрожая захлестнуть все сечение туннеля 1 и 2. Волны, достигая участка, где находится плавнообтекаемая пластина 1 с отверстиями, гасятся о нее и в дальнейшем

в туннеле движется невозмущенный поток 6, обеспечивая нормальный режим вентиляции воздушного пространства 5.

Технико-экономическая эффективность предложенного решения заключается в

обеспечении надежной работы туннельного водосброса практически при любых напорах и расходах воды, уменьшении объема строительных работ, а также в увеличении сроков эксплуатации сооружения за счет устойчивого режима работы и уменьшении ма- териальных затрат на восстановление облицовки туннеля.

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в сооружениях для водосброса высоко- и средненапорных гидроузлов. Сущность изобретения: для повышения надежности работы водосброса за счет гашения энергии волн, возникающих на поверхности потока, на боковых стенках туннеля закреплена плавнообтекаемая пластина, установленная с образованием в верхней части туннеля прохода для воздушной вентиляции водосброса. Пластина выполнена с отверстиями. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения 1. Туннельный водосброс, содержащий входной оголовок, туннель и концевой участок, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы водосброса путем гашения энергии волн, возникающих на поверхности потока, на боковых стенах

туннеля закреплена плавнообтекаемая пла-- стина, при этом пластина установлена с образованием в верхней части туннеля прохода для воздушной вентиляции водосброса.

2. Водосброс по п. 1, о т ли ч а ю щ и и с. я тем, что пластина выполнена с отверстиями.