Гидроузлы на предгорных и горных участках рек

7.10. На предгорных участках русло рек обычно сложено из гальки, гравия и крупнозернистого песка. Скорости потока и уклоны близки к критическим Fr = 0,2-0,5.

7.11. На горных участках русла рек представлены скальными породами или сложены из обломков скал, булыжника, гальки. Скорости потока и уклоны могут превышать критические значения Fr и достигать величин Fr = 0,5-1,2.

7.12. В бьефах гидроузла происходят активные переформирования русел, обусловленные наличием в потоке обильных влекомых наносов. Здесь должны создаваться и автоматически поддерживаться запроектированные режимы движения потока во всем диапазоне расходов, пропускаемых через сооружение.

7.13. Проектирование оптимальных плановых очертаний подводящих русел ведется применительно к выбранной компоновке сооружения в зависимости от устойчивой ширины русла B _уст, м, которая определяется по следующим зависимостям:

для прямолинейного русла

при I < 0,01

,                                                                   (231)

при I ³ 0,01

,                                                                   (232)

или

,                                                           (233)

I - бытовой уклон водной поверхности; u_кр - критическая неразмываемая скорость для грунта, слагающего русло, м/с.

Устойчивая ширина криволинейного русла назначается равной 0,8 B _уст, определенной для прямолинейного русла. Элементы зарегулированных русел следует проектировать согласно схемам, приведенным на рис. 133 и 134.

Рис. 133. Элементы прямолинейного зарегулированного русла

1 - подводящее русло; 2 - отводящее русло; 3 - водозаборный гидроузел; 4 - канал

Рис. 134. Элементы криволинейного зарегулированного русла

1 - подводящее русло; 2 - отводящее русло; 3 - водосбросная плотина; 4 - водозаборный регулятор

Общая ширина прямолинейного зарегулированного отрезка русла должна быть равной (3,5-5,5) B _уст.

7.14. Очертания подводящих русел, представленные на рис. 133 и 134, обеспечиваются струенаправляющими грунтовыми дамбами с укрепленными напорными откосами. Конструкция крепления дамб должна назначаться с учетом возможных деформаций русла как в верхнем, так и в нижнем бьефах. Величины этих деформаций могут быть определены по формулам (225), (229). Крепление напорных откосов дамб выполняется из бетона, из плит сборного железобетона, каменной наброски и т. д.

7.15. Водосливной фронт плотины, входящей в состав гидроузла, не должен превышать B _уст, а промывные пролеты, предназначенные для транспортирования наносов в нижний бьеф, должны располагаться совместно с водоприемником водозабора.

7.16. Для предгорных участков рек рекомендуется использовать компоновки водозаборов, представленные на рис. 135-137, которые обеспечивают минимальное вовлечение наносов в водоприемники. Этот минимум достигается искусственным созданием и использованием явления поперечной циркуляции в потоке в верхнем бьефе гидроузла перед входом в водоприемник или промывное отверстие.

Рис. 135. Водозабор с наносоперехватывающими галереями

1 - головное сооружение; 2 - аванкамера; 3 - криволинейный порог; 4 - канал; 5 - промывник аванкамеры; 6 - наносоперехватывающие галереи; 7 - водосбросная плотина; 8 - понур; 9 - сдвоенные затворы плотины; 10 - решетка; 11 - затвор

Рис. 136. Фронтальный водозабор (односторонний)

1 - водосбросные пролеты; 2 - карман с решетчатым полком; 3 - галерея

Рис. 137. Водозаборы с поперечной циркуляцией (ферганский - I; с криволинейным автоматическим водосбросом - II)

1 - криволинейное подводящее русло; 2 - водосбросная плотина; 3 - водобой; 4 - отводящее русло; 5 - Г-образный порог; 6 - водовыпуск; 7 - криволинейный автоматический водосброс

7.17. На горных участках рекомендуется использовать различные варианты донно-решетчатых водоприемников, оборудованных донными наносоотбойными порогами и наносопромывными галереями (рис. 138 и 139). Расход такого типа водозабора обычно не превышает 20 м³/с.

Рис. 138. Послойно-решетчатый водозабор

1 - подводящее русло; 2 - бычки; 3 - верхняя решетка (в бычках); 4 - донная решетка; 5 - водобой; 6 - отводящее русло

Рис. 139. Рекомендуемое плановое расположение галерей

При необходимости водоотбора в количестве до 50 м³/с рекомендуется устройство послойно-решетчатого водозабора (см. рис. 138). В пороге водоподпорной плотины и в бычках устраивается водоприемник с отверстиями, перекрываемыми накладными решетками.

7.18. Гидравлический и гидротехнический расчет водосливной плотины проводится по традиционным формулам инженерной гидравлики и теории гидротехнических сооружений.