Регулирование русл в подпертых бьефах
Вопросы борьбы с наносами, шугой и льдом в значительной мере решаются разработкой определенной схемы компоновки гидроузла. Как правило, такие схемы ориентированы на конкретный план течения потока на подходе к гидроузлу. При обилии наносов в реке в подпертых бьефах могут формироваться блуждающие русла, плановое положение которых не всегда отвечает компоновке сооружений. По этой причине гидроузел в целом может работать плохо. Для предотвращения неблагоприятных последствий неуправляемого формирования русла в верхних бьефах строят специальные регуляционные сооружения.
Наиболее устойчиво русло с излучинами. Радиус и длина излучин, углы разворота и другие характеристики зависят от факторов руслоформирования. Намечаемая трасса выправления русла должна учитывать естественные законы взаимодействия потока и русла и быть достаточно экономичной. Анализ и специальные исследования этого явления привели С. Т. Алтунина и И. А. Бузунова (с учетом предложений М. В. Потапова)к следующей схеме (рис. 10.10).
Трасса регулирования (выправления) состоит из чередующихся двух криволинейных и одного прямолинейного участков русла с параметрами, указанными на рисунке 10.10, где Ву— ширина устойчивого русла на прямолинейном участке, определяемая, например, по формуле (10.11). С учетом плановой съемки русла ширину устойчивого русла корректируют, принимая ее как ширину однорукавного русла при уровне воды вровень с бровкой пойменного берега (то есть при руслоформирующем расходе воды).
К такому плановому положению русла необходимо стремиться при разработке трассы регулирования.
При строительстве низконапорных водозаборных гидроузлов, в ВБ которых не будут задерживаться взвешенные наносы, одновременно с сооружениями гидроузла строят также и струенаправляющие дамбы. Компоновка их показана на рисунке 10.11, размеры приведены в таблице 10.2. Элементы зарегулированного русла в верхних бьефах водозаборных гидроузлов верхнем участке примыкают к надпойменным террасам, перехватывая расход воды со всей поймы. Выше участка регулирования в результате блуждания русло может располагаться то у правой, то у левой границы поймы. Но из любого положения вода подводится к суженному участку, имеющему ширину устойчивого русла. На этом участке поток «организуется» в динамически единый с прямолинейной или криволинейной осью и подводится к водозаборным регуляторам. «Организация» потока на подходе значительно облегчает борьбу с крупнозернистыми наносами.
Рабочие откосы струенаправляющих дамб необходимо защищать от размыва. Наиболее сильное размывающее воздействие поток оказывает на верхние участки дамб (где они сопрягаются с коренными берегами), в «горловине» перед сужением, а также вдоль вогнутого участка дамбы при криволинейной трассе (рис. 10.11,6).
Стоимость струенаправляющих дамб достаточно велика и часто может превышать стоимость основных сооружений водозаборного гидроузла. При значительной глубине потока растет строительная высота дамб. В то же время при напорах более 5...7 м влекомые наносы останавливаются значительно выше участка регулирования и не могут поступать в водозаборные регуляторы, то есть в первый период работы гидроузла регулирование потока для борьбы с крупнозернистыми наносами не требуется. В таких случаях регуляционные сооружения в ВБ можно строить ко времени подхода к гидроузлу гравелистых наносов.