Общие сведения и классификация
При малых колебаниях уровня воды в водоеме, из которого во ДУ забирают для потребителя, водоприемник может быть устроен непосредственно у уреза воды в виде обычного шлюза с затворами (рис. 11.1). Такой водоприемник (водозабор), имеющий поверхностное входное отверстие, называется открытым.
В случае забора воды из водохранилища (рис. 11.2) сталкиваются с условиями, когда колебания уровня воды в нем (см. высоту Z полезного объема) оказываются достаточно большими. В этом случае приходится устраивать хозяйственный водоспуск (водовы пуск) закрытого типа с глубинным входным отверстием. Верхняя кромка а водозаборного отверстия такого водовыпуска всегда находится под водой.
Различают два вида глубинных закрытых водовыпусков: 1) водоприемник в виде напорной трубы (или туннеля), подающей воду в напорную систему — в турбины ГЭС; 2) водовыпуск в виде напорной или безнапорной трубы (или туннеля), подающей воду в безнапорную систему, например в магистральный канал оросительной сети или непосредственно в русло нижнего бьефа.
Ниже будем рассматривать только глубинные (закрытые) во довыпуски, подающие воду в безнапорные системы (см. рис. 11.2).
Основные требования, которым должен удовлетворять хозяйственный водоспуск (водовыпуск): 1) пропускная способность водовыпуска должна быть такой, чтобы при любом уровне воды в верхнем бьефе, находящемся не ниже УМО (уровня мертвого объема), водовыпуск мог забирать из водохранилища требуемое потребителям количество воды; 2) в водоприемник не должен попадать сор.
Следует различать водовы пуски, устраиваемые вне тела плотины и в теле бетонной плотины. Последний вид водовыпуска сходен с видом водосброса, устраиваемого в теле бетонной плотины (см. рис. 10.35, б, в), в связи с этим далее будем рассматривать только водовыпуски, устраиваемые вне тела плотины. Эти водовыпуски относятся главным образом к плотинам из грунтовых материалов. Такие водовыпуски классифицируют по следующим признакам: по способы производства работ: а) туннельного типа, устраиваемые в основании плотины или берегах (обычно в скальном грунте; рис. 11.3, а); б) в виде бетонных труб, строящихся в открытых выемках под плотиной (рис. 11.3,6); по основным конструктивным признакам: а) в виде напорного или безнапорного туннеля (или трубы); б) в виде сухого туннеля (или трубы), в котором проложены стальные напорные трубы; в) комбинированного типа, когда одна часть водоприемника осуществляется, как указано в п. а, а другая — в п. б; по расположению затворов (основных): а) с затворами, расположенными в начале водопропускного тракта; эти водовыпуски могут быть башенного типа (рис. 11.4)—затворы располагают в специальной башне, устроенной в водохранилище; безбашенного типа — вместо башни предусматривают затворную камеру; для управления затворами в эту камеру проходят со стороны нижнего бьефа (по туннелю или трубе); б) с затворами, расположенными в средней части пропускного тракта; в этом случае для обслуживания затворов предусматривают обычно шахту 1 (см. рис. 11.1); в) с затворами, расположенными в конце водопропускного тракта.
Аварийный водоспуск отличается от хозяйственного только своим назначением, а также еще тем, что входной порог его располагают на уровне дна водохранилища. Что касается конструкции и расчета аварийного водоспуска, то в этом отношении он не имеет существенного отличия от хозяйственного водоспуска. Поэтому далее рассматривается только хозяйственный водоспуск, имея в виду, что все сказанное о нем относится в равной мере и к аварийному водоспуску.