Классификация водосливных плотин
Поперечное сечение глухой бетонной гравитационной плотины назначается из условий устойчивости и прочности тела плотины и ее основания. Что касается проектирования поперечного сечения водосливной плотйны (водосливной стенки), то здесь приходится дополнительно учитывать еще ряд специфических ее особенностей: I) чисто гидравлических — вопрос о переливе воды через гре.бень плотины; 2) конструктивных — расположение затворов на гребне плотины; 3) строительных — устройство временного порога для пропуска строительного расхода и временных шандорных стенок, под защитой которых бетонируют тело плотины.
Поясним отмеченные особенности водосливной плотины, имея в виду, что все сказанное о проектировании поперечного сечения глухих бетонных плотин должно соответствующим образом учитываться и при проектировании водосливных плотин.
Различают водосливные плотины: 1) достаточно высокие, в этом случае упомянутые специфические особенности не могут заставить нас существенно изменить очертание рационального теоретического треугольного профиля, установленного исходя только из условий устойчивости и прочности тела плотины и основания; 2) низкие, когда значительная часть гидростатического давления воды верхнего бьефа передается непосредственно на металлические затворы и затем от затворов — на быки илй на гребень плотины; в этом случае плотину часто проектируют с сильно уширенньш гребнем, причем профиль ее в значительной мере определяется конструкцией и размерами затворов, а иногда условиями сопряжения тела плотины с основанием. Четкую границу между двумя названными типами плотин установить трудно.
Профиль низких плотин проектируют с учетом вопросов, изучаемых далее в разделе, посвященном механическому оборудованию плотин.
В данной главе ограничимся рассмотрением только ясно выраженных высоких профилей плотин. Очертание таких плотин должно в основном вписываться в отмеченный выше рациональный треугольный профиль (свойственный глухимплотинам). Следует различать две классификации высоких плотин.
1. В зависимости от гидродинамического давления под струей воды, переливающейся через плотину: безвакуумные профили плотин, когда под струей на поверхности водосливной стенки имеется положительное давление, близкое к атмосферному; вакуумные профили плотин, когда под струей на поверхности водосливной стенки (см. область А на рис. 14.1, а) имеется вакуум, способствующий увеличению расхода водослива.
2. В зависимости от сопряжения сливной поверхности плотины с поверхностью дна нижнего бьефа различают плотины сопряжением: гладким (рис. 14.1, а); с помощью низкого уступа 2, носок 1 которого располагается ниже уровня воды нижнего бьефа (рис. 14.1,6); с помощью высокого уступа, носок которого располагается выше уровня воды нижнего бьефа, причем получится отброс струи воды от плотины (рис. 14.1,в).
Для удобства дальнейшего изложения введем следующие термины: начальный (или гидравлический) профиль плотины — профиль достаточно высокой плотины, намеченный с учетом только гидравлических условий работы плотины; окончательный (или практический) — профиль достаточно высокой плотины, полученный путем преобразований начального профиля, выполненных на основе учета условии статической работы плотины, а также соответствующих конструктивных и строительных требований.