Водосброс – это гидротехническое сооружение, построенное на месте плотины для отвода излишков воды из водохранилища после его заполнения до максимальной вместимости. Водосбросы делятся на различные типы в зависимости от расположения управляющей структуры, канала транспортировки и конечной структуры. В этой статье мы вкратце рассмотрим все различные типы водосбросов с фотографиями.
Типы водосбросов
Различные типы водосбросов представлены ниже:
1. Прямой водосброс
Прямоточный водосброс состоит из водосливной стенки небольшой высоты, нижняя грань которой примерно или идеально вертикальна. Когда уровень воды в водохранилище поднимается выше нормального уровня бассейна, избыток воды свободно падает с гребня плотины, и поэтому он известен как Прямоточный водосброс или водосброс со свободным падением.
Рис. 1: Прямоточный водосброс
Для предотвращения размыва русла ниже по течению от падающей струи воды, со стороны нижнего течения строится искусственный бассейн с бетонным фартуком и низкой вторичной плотиной. В нижней части падающей струи необходимо обеспечить надлежащую вентиляцию для предотвращения пульсирующего и колеблющегося эффекта.
Иногда на гребне плотины предусматривается нависающий выступ для предотвращения попадания мелких стоков на стенку плотины. Прямые водосбросы наиболее подходят для тонких арочных плотин, земляных плотин или насыпей.
Рис. 2: Компоненты прямого водосброса
2. Свесовой водосброс
Сферический водосброс, как следует из названия, представляет собой форму нижней грани плотины. Это усовершенствованная форма прямого водосбросного водосброса. В этом случае нижний бьеф плотины строится в соответствии с формой нижнего уступа свободно падающей струи воды, которая имеет форму огея.
Овальная форма нисходящей поверхности разработана по принципу снаряда. Как правило, форма нижнего гребня струи воды не является постоянной для всех напоров воды, поэтому при проектировании огеобразного водосброса учитывается форма, полученная для максимального напора.
Рис. 3: Сферический водосброс плотины Валаяр, Индия
При избытке воды она будет свободно отводиться через огеевый водослив по его огееобразному гребню, поэтому его также можно назвать переливным водосливом. Сферические водосбросы чаще всего используются в гравитационных плотинах, арочных плотинах, контрфорсных плотинах и т.д. Для гравитационных плотин он обычно располагается в теле плотины.
3. Шахтный водосброс
Шахтный водосброс – это тип водосброса, который состоит из вертикальной шахты и горизонтального канала. Избыток воды поступает в вертикальную шахту, затем в горизонтальный водовод и, наконец, достигает нижнего течения канала.
Рис 4: Шахтный водосброс
Шахта может быть искусственной или естественной. Выемка грунта для естественного вала возможна только при наличии твердого скального слоя в верхнем течении. Горизонтальный канал проходит либо через тело плотины, либо через основание плотины.
В случае крупных проектов входное отверстие вертикального ствола имеет специальную форму, которая называется утренняя слава или отверстие славы водосброса. Следовательно, шахтный водосброс также называют водосбросом утренней славы или водосбросом “Колокольное устье”. Валовые водосбросы рекомендуются в тех случаях, когда нет места для других типов водосбросов, таких как огибной водосброс, прямой водосброс и т.д.
Рис 5: Водосброс “Утренняя слава”, плотина Монтичелло, США (Источник: gfycat.com)
4. Желобчатый водосброс
Желобчатый водосброс – это тип водосброса, в котором избыток воды из верхнего бьефа отводится в нижний бьеф по круто наклоненному открытому каналу. Обычно он строится на одном конце плотины или отдельно от плотины в естественной седловине на берегу реки.
Желобчатый водосброс подходит для гравитационных плотин, земляных плотин, плотин из каменной наброски и т.д. Но он предпочтителен, когда ширина речной долины очень узкая. Вода течет по круто наклоненному желобу или корыту или открытому каналу и достигает нижнего течения реки. Желобчатый водосброс также называют корытообразным водосбросом или водосбросом в открытом русле.
Уклон желобчатого водосброса проектируется таким образом, чтобы поток всегда находился в сверхкритическом состоянии. Для рассеивания энергии падающей воды на дне желобчатого водосброса могут быть установлены рассеиватели энергии.
Рис 6: Желобчатый водосброс, плотина Техри, Индия
5. Водосброс с боковым каналом
Водосброс бокового канала похож на водосброс желоба, с той лишь разницей, что гребень водосброса бокового канала расположен на одной из его сторон, в то время как гребень водосброса желоба расположен между боковыми стенками. Другими словами, вода, вытекающая из гребня, поворачивается на 90 градусов и течет параллельно гребню водосброса бокового канала, в отличие от желобчатого водосброса.
Рис. 7: Водосброс с боковым каналом
Водосбросы с боковыми каналами предпочтительнее водосбросов с желобами в тех случаях, когда отсутствуют берега достаточной ширины, обычно для того, чтобы избежать сильной вырубки. Угол поворота потока воды после прохождения гребня плотины также можно поддерживать в пределах от 00 до 900.
Рис. 8: Водосброс бокового канала плотины Гувера, США
6. Сифонный водосброс
Сифонный водосброс – это тип водосброса, в котором избыток воды направляется вниз по течению через перевернутый U-образный канал. Обычно он располагается внутри тела или над гребнем плотины.
В обоих типах сифонных водосбросов в изогнутой части верхнего прохода предусмотрены вентиляционные отверстия для предотвращения поступления воды, когда уровень воды ниже нормального уровня опроса. Когда уровень поднимается выше нормального уровня бассейна, вода поступает в водовод и отводится вниз по течению канала под действием сифонного эффекта.
Рис. 9: Сифонный водосброс
7. Лабиринтный водосброс
Лабиринтный водосброс – это тип водосброса, в котором стена плотины построена зигзагообразно, чтобы увеличить эффективную длину гребня плотины по отношению к ширине канала. Это увеличение эффективной длины повышает пропускную способность плотины, и, следовательно, больший поток воды при небольшом напоре может быть легко передан в нижнее течение.
Рис. 10: Лабиринтный водосброс плотины озера Бразос, США
- 21 тип плотин в строительстве.
- Топ-5 крупнейших провалов плотин в мире.
- Классификация каналов на основе различных факторов.
- Мосульская плотина в Ираке: Самая опасная плотина в мире.
- Разрушение плотины в Остине: Одна из крупнейших катастроф в истории США.
- Причины разрушения земляных плотин.
- ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ДРЕНАЖНЫЕ РАБОТЫ И ИХ ВИДЫ.