Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Заиление подпертых бьефов и водохранилищ

При заполнении объемов подпертых бьефов и водохранилищ наносами технические характеристики гидроузлов ухудшаются: в ирригационные каналы или в турбинные водоводы поступает более мутная вода с более крупными наносами, регулирующая способность водохранилищ сокращается. Эти и другие осложнения приводят к необходимости составления прогноза заиления, который является обязательной составной частью проекта и влияет на технические решения и экономические показатели.

По М. М. Гришину [26], верхние бьефы гидроузлов разделяются на подпертые бьефы и водохранилища. Разделение основано на различном уровенном режиме при эксплуатации: в подпертых бьефах уровень воды под держивают примерно на одной отметке в пределах от НПУ до ФПУ, в водохранилищах его для перерегулирования расходов во времени изменяют в значительном диапазоне — от УМО до НПУ.


Заиление водохранилищ и подпертых бьефов происходит по одним и тем же закономерностям, при расчете имеются специфические особенности. Для анализа и расчета заиления целесообразно выделить четыре типа ВБ (рис. 10.4).

Подпертые бьефы образуются низ- конапорными гидроузлами. По всей или почти по всей длине их наблюдается турбулентный режим движения потока, и наносы в начале эксплуатации транспортируются до гидроузла; часть их сбрасывается в НБ. Заиление подпертньгх бьефов происходит сразу же по всей длине.

Емкость долинных водохранилищ на равнинных реках (рис. 10.4,6) обычно велика (соизмерима с годовым стоком воды). Малая проточиость таких водохранилищ приводит к тому, что все принесенные рекой наносы осаждаются в верхней части их. По мере продвижения нижней границы заиления к гидроузлу в расчет вводятся также и нижние участки водохранилища.

Особенность горных водохранилищ (и прудов в оврагах и балках) состоит в большом уклоне дна и относительно малой их длине (рис. 10.4, в). Это приводит к тому, что наиболее мелкие наносы транспортируются потоком до створа плотины (мелкие наносы могут также перемещаться в состоянии донного плотностного потока). Если эти наносы не сбрасываются в НБ, то они образуют перед гидроузлом очень рыхлые (с плотностью 0,4...0,8 т/м3) отложения с горизонтальной поверхностью.

Четвертый тип — это наливные водохранилища (рис. 10.4, г). Если в первых трех типах заиление происходит при участии всего стока воды и всего стока наносов, то в наливные водохранилища заносится лишь часть наносов, увлекаемых только той водой, которая аккумулируется в водохранилище (участвует в регулировании стока).

По мере продвижения потока в пределах подпертых бьефов и водохранилищ от створа к створу (рис. 10.4) скорости течения уменьшаются. Еще более резко уменьшается транспортирующая способность потока. Наносы, содержащиеся в потоке, оказываются в избытке и выпадают на дно. Наиболее быстро осаждаются крупные песчаные наносы. Одновременно с ними осаждаетсд часть и более мелких наносов. Отложения наносов занимают часть объема водохранилища и приводят к увеличению скоростей потока. Чем больше объем заиления, тем более значительными формируются скорости течения потока и тем больше наносов выносит он в НБ. Этот процесс выражается основной расчетной формулой заиления [42, 121]:



Заиление водохранилищ определяется шестью факторами. Четыре из них — расходы воды водотока, сток наносов, их фракционный состав и рельеф дна водохранилища — численно влияют на величину е, так как ее определяют по результатам вычисления транспортирующей способности потока и нагрузки наносами, которые донесены до расчетного створа [например, по формуле А. Н. Гостунского (10.6)]. Мутность р определяют по результатам предварительной обработки бытового фракционного состава взвешенных наносов по графику.

Пятый и шестой факторы — объем водохранилища и параметр неустановившегося движения потока — входят непосредственно в формулу (10.21) для определения характеристики заи- ляемости.

Площади заиления на расчетных створах F3 можно вычислить по относительному заилению расчетных участков водохранилища:


При заилении отложения наносов занимают нижнюю часть сечения, поэтому по площади заиления определяют среднюю отметку дна. Это дает возможность приближенно отразить рельеф дна водохранилища в динамике и определить, в каком объеме (в полезном или в мертвом) откладываются наносы.

Мутность потока у гидроузла или в расчетном створе в различное время эксплуатации определяют по формуле;


Заранее построенные кривые осаждения наносов p—f(р) (см. табл. 12.1) дают возможность по мутности определить также и фракционный состав наносов.

В заилении участвуют неруслообразующие наносы, поэтому уклоны потока, формирующегося при завершении заиления, по сравнению с бытовыми малы.

Гидротехнические сооружения/Н.П. Розанов, Я.В. Бочкарев, В.С. Лапшенков и др.; Под ред. Н.П. Розанова. — М.: Агропромиздат, 1985. — 432 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики