ВОДОСЛИВНАЯ ПЛОТИНА

— плотина, допускающая перелив воды через ее гребень при пропуске излишних расходов воды. Пропуск воды через водосливные отверстия на гребне плотины чаще всего регулируется затворами (см. Гидротехнический затвор). Водосливные отверстия могут быть использованы также для пропуска льда, иногда леса, а при низком пороге — наносов и, при соответствующих скоростях течения и габаритах отверстия,— судов. Водосливные отверстия ограничены быками и устоями, направляющими поток в отверстия и используемыми одновременно в качестве опор для затворов, подъемных механизмов и мостов. В состав водосливной плотины на нескальном основании входят также понур, устраиваемый в верхнем бьефе перед телом водослива для удлинения пути фильтрационного потока под подошвой сооружения, а также крепление нижнего бьефа — устройства для гашения энергии и защиты русла от размыва.

Водосливные плотины бывают бетонные (см. Бетонная плотина), железобетонные (см. Железобетонная плотина), деревянные (см. Деревянная плотина); проводятся исследования возможности перелива воды через земляные плотины и каменнонабросные плотины.

Водосливные плотины рассчитывают на пропуск «расчетного» макс, расхода реки при нормальном подпорном уровне (НПУ) верхнего бьефа (с учетом пропускной способности др. сооружений гидроузла), затем проверяется возможность пропуска макс, расхода при чрезвычайных условиях эксплуатации и определяется форсированный подпорный уровень (ФПУ). Макс, расходы реки определяют методами гидрологии. Пропускная способность водосливной плотины рассчитывается по формулам гидравлики (см. Гидравлика сооружений).

Величина напора на гребне водослива назначается из условий: достижения возможно больших удельных (на 1 м длины плотины) расходов воды в конце крепления русла (на рисберме) в нижнем бьефе (однако с допустимыми в отношении защиты

сооружения от подмыва скоростями течения воды), получения минимальной общей стоимости сооружения, приемлемой высоты затворов и недопущения опасной вибрации тела водослива. На построенных водосливных плотинах величина напора на гребне обычно от 2 до 8 м, достигая в отд. случаях 15—18 м. Удельные расходы принимаются до 50— 60 м?/сек на 1 пог. м длины водослива для В. п. на нескальных грунтах и до 100—120 м*)сек — на скальных.

Общая длина водосливного фронта разбивается на ряд пролетов, величину ход судов) отверстиях достигает 200—400 ле. Нек-рые водосливные плотины имеют также глубинные отверстия (водоспуски).

Величина кинетич. энергии потока, сбрасываемого через водосливные плотины (зависящая от расхода воды и напора), может быть весьма значительной. Эта энергия гасится частично в процессе разрушения дна и берегов нижнего бьефа, частично затрачивается на внутр. сопротивления воды (вихреобразо- вание, удары струи и др.). По мере увеличения размыва русла его интенсивность уменьшается и с течением времени размывы прекращаются.

Основные виды сопряжения потока, прошедшего через плотину, с нижним бьефом: донный режим, когда струя плавно опускается с плотины и движется у дна, растекаясь кверху, и вихревой валец затопленного прыжка располагается сверху; поверхностный режим, когда струя сходит с повышенного уступа или носка плотины и движется у поверхности нижнего бьефа, образуя поверхностный прыжок и растекаясь книзу, покрывая собой вихревой валец у дна; свободно падающая струя, когда струя свободно падает с гребня или носка-трамплина к-рых выбирают, исходя из условий пропуска льда, леса, судов, производства работ, экономич. показателей и т. д. Величина пролетов бывает от неск. метров до 40— 50 My а в судоходных (допускающих про- плотины в нижний бьеф, образуя два вихревых вальца. В первых двух режимах гашение энергии осуществляется гл. обр. вследствие затопления гидравлич. прыжка, в последнем — в результате аэрации струи и растекания ее в нижнем бьефе с образованием горизонт, вихревых вальцов.

Дно нижнего бьефа (водобой и рисберма) крепится на таком протяжении от плотины, чтобы возможный размыв русла не угрожал ее устойчивости и прочности. Для удешевления крепления стремятся погасить избыточную энергию потока и довести его скорости до приемлемых величин на кратчайшем расстоянии от плотины. Это достигается регламентированным маневрированием затворами (равномерное открытие их— по длине водосливной плотины) и сооружением на водобое спец. устройств для гашения энергии потока. При сходе с рисбермы скорости течения доводятся до неразмывающих или до почти неразмывающих русло. В ряде случаев для этой цели рисберма заканчивается углублением (ковшом), на дно к-рого отсыпается камень. Режим сопряжения бьефов, тип и размеры крепления нижнего бьефа для крупных сооружений

Фильтрация воды из верхнего бьефа в нижний происходит под подошвой В. п. ив обход ее в грунте берега или примыкающей земляной плотины. Для борьбы с фильтрацией воды в обход плотины устои снабжают открылками и диафрагмами. Против фильтрационных деформаций (суффозии, выпора) грунта основания под подошвой плотины устраивается рациональный подземный контур гидросооружения. В состав последнего при нескальных основаниях входит подошва понура, тела водослива, водобоя и рисбермы, шпунты или зуб, дренажи. До недавнего времени В. п. строились в основном гравитационного типа, в последнее время расширяется применение водосливных арочных и контрфорсных плотин, а также сборных железобетонных плотин. В. п. сооружаются преим. из бетона и железобетона и достигают значит, размеров — до 260 м в высоту и неск. сот метров в длину. Наиболее крупные В. п. в СССР — Днепровская плотина ГЭС им. В. И. Ленина, Усть-Каменогорская, Цимлянская, Бух- тарминская, Волжская плотина ГЭС им. В, И. Ленина, им. XXII съезда КПСС, Братская и Красноярская плотины.

Лит.: Березинский А. Р., Верхнее строение плотин, М., 1949; Гришин М. М., Гидротехнические сооружения, М., 19G2; 3 а м а- ринЕ. А. иФандеев В. В., Гидротехнические сооружения, 4 изд., М., 1960; Справочник по гидротехнике, М., 1955.

  ВИБРАЦИЯ в гидросооружениях - колебания гидротехнических ...

  БЕТОННАЯ ПЛОТИНА. Гравитационные бетонные плотины. Арочные плотины ...

  Прием воды из горных рек

  Плотина — гидротехническое сооружение

  ПЛОТИНА. Бетонные и железобетонные плотины. Металлические плотины ...