CZ278512B6

CZ278512B6 - Discharging fixed weir for barrages

Info

Publication number: CZ278512B6
Application number: CS906376A
Authority: CZ
Inventors: Francois Lemperiere
Original assignee: Gtm
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1994-02-16
Also published as: RO111118B1; CN1023722C; KR0158879B1; RU2049195C1; AU6805490A; TR25445A; TNSN90158A1; MY105424A; FR2656354B1; ZA9010189B; NO905383L; KR910012467A; DE69003661D1; YU240090A; FR2656354A1; OA09279A; CA2032275C; US5032038A; CN1052914A; ATE95257T1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká vypouštěciho přepadu pro přehrady a podobná vodní díla, sestávajícího z přepadového prahu, jehož hřeben je umístěn v předem stanovené první úrovni vodní hladiny, která je nižší než předem stanovená druhá úroveň vodní hladiny, odpovídající maximální úrovni vodní hladiny přehrady nebo nejvyšší úrovni vodní hladiny, na kterou byla přehrada postavena, přičemž rozdíl mezi předem stanovenou první úrovní a druhou úrovní hladiny vody odpovídá maximálnímu stanovenému průtoku vody při mimořádné povodni a dále z přestavitelné stěny, přehrazující přepad.

Dosavadní stav techniky

Současný stav projektování a konstruování přehrad s přepadovým prahem vede k dimenzování těchto vodních děl na podmínky povodně, například na tzv. tisíciletou vodu, a vede ke značné výšce přepadové vlny, řádově 1 až 5 metrů, podle vodního díla. U stejného dimenzování vypouštěcích ústrojí poskytuje přehrada s volným přepadovým prahem větší bezpečnost, než vodní dílo, opatřené stavidly u nepředvídaných hydrologických rizik, která zůstávají největším nebezpečím pro přehrady. Naproti tomu, použití úplně volného přepadového prahu vede ke ztrátě úseku užitečného vzdutí, odpovídajícího maximální výšce přepadové vlny, to znamená uvedenému rozdílu mezi předem stanovenou první a druhou úrovní vodní hladiny. Tato, ztráta může představovat zejména u vodních děl menší nebo střední důležitosti značnou část užitečného objemu vzdutí, kde tato ztráta může dosáhnout nebo přesáhnout 50 %.

Problém, který má být vyřešen vynálezem, se může shrnout do dvou následujích základních cílů, které se mohou řešit současně nebo střídavě:

1. téměř permanentně zvyšovat zadržovací kapacitu přehrady s volným přepadovým prahem,

2. zachovat nebo zvýšit bezpečnost vlastní funkce vodních děl s přepadovým prahem a přitom spolehlivě umožnit průtok vody při mimořádné povodni, za současného umožnění přepadu vody při slabé nebo střední povodni, bez vnějšího zásahu a bez větší úpravy vodního díla.

Byla navržena a současně existují různá zařízení ke zvýšení ukládací kapacity zadrženého objemu. Tato zařízení jsou většinou konstruována pomocí systému stavidel, která uzavírají přepadový práh, když jsou tato stavidla zavřena. Ať jsou tato stavidla jakéhokoliv druhu, klasická nebo nafukovací, ovládaná automaticky nebo ručně, vyžadují zpravidla značné investiční náklady, pravidelnou údržbu a manipulaci. Kromě toho potřebují stálý dohled, nebo musí být vybavena pomocným mechanismem, reagujícím na hladinu zadržené vody, kde tento mechanismus je často nákladný a zbytečně složitý a není nikdy úplně chráněn před selháním. Konečně při stejné kapacitě odtoku vody je provozní bezpečnost a spolehlivost vodního díla se stavidly nižší než u vodního díla s volným

-1CZ 278512 B6 přepadovým prahem, bez stavidel.

Jsou známa zařízení, která umožňují dočasné zvýšení ukládací kapacity zadrženého objemu, jako jsou pytle s pískem nebo jímky, tzv. flash boards. Význam těchto zařízení je však omezený z důvodu, že vyžadují před každou povodní lidský zásah a znamenají značné funkční riziko.

Některé velké přehrady s náspy jsou vybaveny úsekem pojistné hráze, přiřazeným k nižšímu svahu náspu, který působí na principu eroze svého konstrukčního materiálu, způsobené mimořádně vysokým stoupnutím hladiny zadržené vody při mimořádné povodni. Úkolem této, pojistné hráze je zabránit nekontrolovanému a katastrofálnímu, rozlití vody při mimořádné povodni, působící na přehradu tím, že se účinky povodně soustředí na úsek speciálně uzpůsobený k prolomení vlivem eroze a mající dodatečnou vyprazdňovací kapacitu. Po prolomení pojistné hráze se musí provést důležité opravné práce k umožnění nového normálního využívání vodního díla.

Zdá se, že žádné z existujících zařízení neodpovídá uspokojivým způsobem uvedeným cílům, které znamenají jednoduchý provoz a nízké investiční náklady.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje vypouštěcí přepad pro přehrady a podobná vodní díla, sestávající z přepadového prahu, jehož hřeben je umístěn v předem stanovené první úrovni vodní.hladiny, která je nižší než předem stanovená druhá úroveň vodní hladiny, odpovídající maximální úrovni vodní hladiny přehrady nebo nejvyšší úrovni vodní hladiny, na kterou byla přehrada postavena, přičemž rozdíl mezi předem stanovenou první úrovní a druhou úrovní hladiny vody odpovídá maximálnímu stanovenému průtoku při mimořádné povodni, a dále sestávající z přestavitelné stěny, přehrazující přepad, podle vynálezu, jehož podstatou je, že přestavitelná stěna, přehrazující přepad, se skládá alespoň z jednoho tuhého a masivního stěnového prvku, uloženého na hřebeni přepadového prahu sklopně mezi dvěma polohami, majícího předem stanovenou výšku, která je menší než rozdíl mezi první úrovní a druhou úrovní vodní hladiny, přičemž stěnový prvek je udržován v první vztyčené a vyvážené poloze svým gravitačním momentem a do druhé, sklopené polohy v povodním směru od přepadového prahu je překlopen a odplaven klopným momentem tlakové síly povodňové vody na úrovni vodní hladiny, která je stejná jako předem stanovená třetí úroveň vodní hladiny, která je vyšší než vrchol stěnového prvku, ale je nanejvýše stejná jako druhá úroveň vodní hladiny. Výška stěnového prvku odpovídá, pro vodní hladinu zhruba na úrovni maximální výšky hladiny, na kterou je přehrada navržena, předem stanovenému průměrnému průtoku vody, který je nižší než předem stanovený maximální průtok, přičemž je stěnový prvek navržen s takovými rozměry a s takovou hmotností, aby moment tlakových sil, kterými voda působí na stěnový prvek, dosahoval hodnoty gravitačního momentu stěnového prvku, která udržuje tento prvek na vrcholu přepadového prahu. To znamená, že v případě, že vodní hladina dosáhne třetí, předem stanovené úrovně, která je vyšší než vrchol stěnového prvku, ale nižší nebo nejvýše stejná jako druhá předem stanovená maximální úroveň, způsobí tlaková síla vody překlopení a odplavení stěnového prvku.

—2—

Za takových podmínek je jasné, že kapacita přehrady se zvýší o množství, odpovídající výšce tohoto stěnového prvku. Tento stěnový prvek nebo tyto stěnové prvky se mohou vyrábět ve velice nízké ceně v porovnání se stavidly, a v případě jejich použití na přepadových prazích stávajících přehrad není nutné tyto prahy příliš upravovat, jak bude uvedeno dále. Je rovněž zřejmé, že u povodní střední velikosti, kdy vodní hladina nedosahuje uvedené třetí předem stanovené úrovně,„která se může stanovit tak, že se v praxi rovná nebo je nižší než druhá předem stanovená úroveň nejvyšších vod, bude voda moci přetékat přes tyto stěnové prvky, aniž by to znamenalo zničení přestavitelně stěny, tvořené stěnovými prvky, a aniž by to představovalo zmenšení zvýšené kapacity přehrady. Naopak, v případě mimořádné povodně, kdy vodní hladina dosáhne uvedené předem, stanovené třetí úrovně, stěnový prvek nebo stěnové prvky se automaticky překlopí a odplaví vodou vlastním působením tlakové síly vody, bez jakéhokoliv vnějšího zásahu, což způsobí, že přepadový práh znovu získá svou plnou vypouštěcí kapacitu, odpovídající maximální výšce přepadové hrany, na kterou byla přehrada konstruována.

I když to není teoreticky nutné, je výhodné umístit na přepadovém prahu u spodní části stěnového prvku v povodním směru pevnou narážku předem stanovené výšky, aby se tak zabránilo jeho případnému posouvání po přepadovém prahu, ale tak, aby tato narážka na druhé straně nezabraňovala překlopení stěnového prvku, když voda dosáhne uvedené třetí úrovně. Je samozřejmé, že v takovém případě hraje výška zarážky roli při stanovení rozměrů a hmotnosti stěnových prvků, jak bude uvedeno dále.

Mezi přepadový práh a základnu stěnového prvku se může umístit těsnicí spoj, a to u návodního okraje jeho základny. Avšak tento těsnicí spoj není v žádném případě nezbytný, když v případě, že není použit, jsou ztráty vody mezi základnou stěnového prvku a přepadovým prahem nízké, a je-li oblast přepadového prahu, na kterém je umístěn stěnový prvek nebo jsou umístěny stěnové prvky, vhodným způsobem odvodněna tak, aby se pod stěnovými prvky nevytvářel znatelný podtlak. Na druhé straně je možné navrhnout celý systém tak, aby zde pod stěnovými prvky automaticky vznikal podtlak, když vodní hladina dosáhne uvedené předem stanovené třetí úrovně, aby se tak usnadnilo vytvoření nerovnováhy a překlopení stěnového prvku nebo stěnových prvků v případě nutnosti vypuštění vody při mimořádné povodni.

Vynálezu se může použít jak u přepadu stávající přehrady, tak u přepadu přehrady, která je ve výstavbě. V prvním případě se hřeben přepadového prahu sníží pokud možno na nižší úroveň, než je uvedená první předem stanovená úroveň vodní hladiny a stěnové prvky, tvořící přestavitelnou stěnu, se umístí na tomto sníženém prahu. V tomto případě se může kapacita přehrady udržovat na stejné úrovni, kterou měla před snížením přepadového prahu, a může se případně i zvýšit, podle toho, je-li vrchol stěnových prvků ve výšce, odpovídající první předem stanovené úrovni vodní hladiny, nebo dosahuje-li jejich vrchol větší výšky než je tato první předem stanovená úroveň, ovšem nižší než uvedená třetí předem stanovená úroveň vodní hladiny. Ať už je výška stěnových prvků jakákoliv, samozřejmě však pouze v uvedeném rozmezí, dosahuje se větší bezpečnosti než u konstrukcí, kde přepadový práh není snížen, protože je třeba vzít v úvahu, že otvor, který vznikne

-3CZ 278512 B6 překlopením stěnových prvků, má větší výšku, než v případech, kdy přepadový práh není snížen, a že tedy voda může snadněji odtékat, a že je možno tímto způsobem zvládnout i takovou povodeň, kdy je průtok vody větší než. maximální průtok, na který byla přehrada navrženaRovněž při projektování a konstruování nových přehrad se může uvažovat o zvětšení rozdílu mezi první předem stanovenou úrovní vodní hladiny a druhoú předem stanovenou úrovní vodní hladiny, což přispěje ke zvýšení bezpečnosti, aniž by bylo nutno se obávat toho, že tato skutečnost zmenší kapacitu přehrady, protože je možné; tuto kapacitu udržet nebo dokonce i zvýšit, aniž by se přitom snížila bezpečnost, a to tím, že se předem počítá s takovými stěnovými prvky, jak je navrženo v tomto vynálezu.

V případě, že se navrhne několik stěnových prvků, může být každý z těchto prvků nebo celá skupina prvků navržena tak, že se převrátí při nižší úrovni hladiny vody, než při které se převrátí druhý prvek nebo druhá skupina prvků, přičemž i tento druhý prvek nebo tato druhá skupina prvků-může být navržena tak, že se převrátí při nižší úrovni vodní hladiny, než při které se převrátí třetí prvek nebo třetí skupina prvků, a tak dále. Tímto způsobem se může dosáhnout, když je to nutné, toho, že se vypouštěcí kapacita přehrady může postupně zvětšovat, v závislosti na síle povodně.

Je třeba si také všímat toho, že v případě, když pouze jeden nebo několik stěnových prvků bylo převráceno a odplaveno vodou při mimořádné povodni, mohou se snadno a bez velkých finančních nákladů nahradit jinými, aniž by bylo nutno provádět rozsáhlé opravy po zvládnutí povodně.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, kde na obr. 1 je v perspektivním pohledu znázorněno vodní dílo, například přehrada s volným vypouštěcím přepadem, u něhož se může použít tento vynález. Na obr. 2a a 2b je znázorněn ve svislém řezu a ve zvětšeném měřítku hřeben přepadového prahu vodního díla dle obr. 1 pro dvě rozdílné úrovně vodní hladiny. Na obr. 3 je znázorněn vypouštěcípřepad dle obr. 1 v pohledu z povodního směru, opatřený pojistnou přestavitelnou stěnou podle vynálezu. Na obr. 4 je znázorněn vypouštěcí přepad dle obr. 3 v půdorysu. Na obr. 5a až 5e je znázorněna pojistná přestavitelná stěna ve svislém řezu podle vynálezu pro vysvětlení její funkce před povodní, během povodně a po povodni. Na obr. 6 je uveden diagram, znázorňující různé síly, které mohou působit na stěnový prvek podle vynálezu. Na obr. 7 je uveden diagram, znázorňující momenty hybných sil a odporů v závislosti na výšce vody nad vypouštěcím přepadem a rovněž změny průtoku vody v závislosti na výšce přepadové hrany. Na obr. 8a až 8c je znázorněn vypouštěcí přepad v příčném řezu, umožňující porovnat maximální výšky přepadových vln u stěnových prvků rozdílných výšek podle vynálezu (obr. 8a a 8b) au známého volného vypouštěcího přepadu (obr. 8c). Na obr. 9 je znázorněn ve svislém řezu stěnový prvek podle vynálezu s připojeným uvolňovacím zařízením pro jeho překlopení. Na obr. 10a až 10c jsou ve zvětšeném měřítku znázorněny různé ochranné prostředky, kterými může být vybaven horní okraj uvolňovacího zařízení dle obr. 9. Na

-4CZ 278512 B6 obr. 11a až lig. jsou v perspektivním pohledu znázorněna různá provedení stěnového prvku podle vynálezu. Na obr. 12 až 14 jsou ve svislém řezu znázorněna další provedení stěnových prvků podle vynálezu. Na obr. 15 je v perspektivním pohledu znázorněn detail stěnového prvku dle obr. 14.

Příklady provedení vynálezu

Vodní dílo, znázorněné na obr. 1 může být přehrada 1, tvořená násypem, postavená z betonu nebo zděná přehrada. Je třeba v každém případě zdůraznit, že tento vynález se neomezuje pouze na typ přehrady 1 znázorněný na obr. 1, ale může se použít u jakéhokoliv známého typu přehrady s volným přepadovým prahem. Na obr. 1 jsou znázorněny koruna 2, povodní lícní strana 3., návodní lícní’strana 4, vypouštěcí přepad 5 pro povodňovou vodu, přepadový práh 6, odváděči kanál 7 přehrady 1. Vypouštěcí přepad může být umístěn ve střední části přehrady 1 nebo na jejím okraji, nebo může být vyhlouben ve břehu, bez omezení možností použití vynálezu. U vodního díla s volným přepadovým prahem 6 je první, normální úroveň RN vodní hladiny při normálním vzdutí ve výši hřebenu 8. přepadového prahu 6 (viz též obr. 2a). Tato úroveň určuje maximální objem vzdutí vody, který může přehrada 1 zadržet. Svislá vzdálenost R, tvořící volný prostor nad první, normální. úrovní RN vodní hladiny, mezi hřebenem 8. přepadového prahu a korunou 2 přehrady 1 je součtem dvou položek, a to převýšení h-^ vodní hladiny při povodni až do druhé, maximální úrovně RM vodní hladiny nebo do nejvyšší úrovně vody PHE, umožňující vyprazdňování při maximální povodni (PHE), na kterou je přehrada X proj ektována a dodatečné výšky h,, určené k ochraně koruny 2 přehrady X před výkyvy vodní hladiny v její druhé, maximální úrovni RM, vlivem větru, vln a pod.

U klasické přehrady s volným přepadovým prahem 6, jak je znázorněno na obr. 1, není možno uchovat vrstvu vody v nádrži mezi první, normální úrovní RN a druhou, maximální úrovní RM, která se tak nedá využít. Jedním z cílů tohoto vynálezu je umožnit téměř permanentní zvednutí hladiny použitelného vzdutí, a tedy zvětšit zadržovací kapacitu přehrady, kromě průtoku při mimořádných povodních.

Za tím účelem se předpokládá, že podle vynálezu se na přepadovém prahu 6 umístí pojistná přestavítelná stěna 10, sestavená alespoň z jednoho masivního stěnového prvku XX, například z pěti stěnových prvků 11a až lle, jak je znázorněno na obr. 3 a 4, kde tato pojistná přestavitelná stěna 10 nebo stěnové prvky 11 jsou schopny snášet bez prolomení tlak vody, odpovídající mírnému přepadu, umožňující průtok vody při nejčastějších povodních tím, že odolávají tlaku vody účinkem své hmotnosti a prolomí se překlopením stěnových prvků χχ-vředem určeným tlakem vody, odpovídajícím třetí úrovni N, která je nanejvýše stejná jako druhá, maximální úroveň RM vodní hladiny a tedy umožní průtok vody při nejsilnějších povodních. Počet stěnových prvků 11 není samozřejmě omezen na pět, jak je znázorněno na obr. 3 a 4, ale může být menší nebo větší podle délky vypouštěcího přepadu 5, měřené v podélném směru přehrady χ. Počet stěnových prvků 11 se s výhodou zvolí takový, aby hmotnost jednotlivých prvků byla nízká, umožňující jejich snadné ukládání a přemísťování. Každý stěnový prvek 11 se uloží

-5CZ 278512 B6 na přepadový práh6, kde je udržován gravitační silou. Je výhodné, když je každý stěnový prvek 11 zajištěn proti posunutí v povodním směru zarážkou 12, umístěnou na spodní části stěnového prvku 11 v povodním směru. Zarážka 12 může být například zapuštěna do přepadového prahu 6, jak je znázorněno na obr. 5a a zarážky nemusí být spojené, jak je znázorněno na obr. 3 a 4. Pokud je to žádoucí, mohou být zarážky 12 spojené. Jak bude uvedeno později, je výška zarážky 12 určena předem, ale může„být proměnlivá podle příslušných sil a podle výšky vodní hladiny, od níž je žádoucí, aby došlo k překlopení každého stěnového prvku 11.

Jak je znázorněno na. obr. 4, oba okraje přestavítělně stěny 10 jsou opatřeny klasickým těsnícím spojem 13., například z gumy, umístěným mezi, těmito okraji a bočními stranami 14 vypouštěcího přepadu 5. Když je přestavitelhá stěna tvořena několika stěnovými prvky 11, jsou tyto těsnicí, spoje 13 rovněž uspořádány mezi vertikálními. bočními stěnami sousedních stěnových prvků 11, po dvojicích proti sobě, jak je znázorněno na obr. 4. Je výhodné, když je dále uspořádán těsnicí článek 15 mezi přepadovým prahem 6 a základnou stěnových prvků 11 u návodní hrany 16 této základny, jak je znázorněno například na obr. 4 a 5a. I když je na obr. 5c znázorněn těsnicí článek 15, umístěný na stěnovém prvku 11, může být těsnicí článek 15 rovněž uspořádán v drážce, upravené v přepadovém prahu 6. Jak je znázorněno na obr. 14, jsou těsnicí spoje a těsnicí článek 15., pokud je použit, uspořádané v jedné svislé rovině. Místo těsnicího článku 15 nebo i vedle tohoto článku se může upravit systém známých odvodňovacích kanálků v přepadovém prahu 6, v oblasti těsně pod přestavítelnou stěnou 10, k vysušení této oblasti a zabránění působení podtlaku na stěnové prvky LI v normálním provozu.

Jak je znázorněno na obr. 5a, umožňuje pojistná přestavitelná stěna 10 podle vynálezu zvýšit první, normální úroveň RN vodní hladiny, což je úroveň normálního vzdutí vlivem volného přepadového prahu 6, to je prahu bez pojistné přestavitelné stěny, až na zvýšenou, úroveň RN * , odpovídající výšce pojistné přestavitelné stěny 10 nad přepadovým prahem' 6. Jak bude uvedeno dále, je každý stěnový prvek 11 dimenzován tak, aby byl sám o sobě stabilní pro tlak vody, odpovídající předem stanovené třetí úrovni N vodní hladiny, která se rovná nebo je nižší než druhá, maximální úroveň RM vodní hladiny. Za předpokladu, že tato předem stanovená třetí úroveň N se rovná druhé, maximální úrovni RM, bude hladina vody nižší než druhá, maximální úroveň RM, a bude tedy mezi úrovní RN¹ a RM v případě menší nebo střední povodně voda přepadávat přes pojistnou přestavitelnou stěnu 10., jak je znázorněno na obr. 5b, aniž by došlo ke zničení pojistné přestavitelné stěny 10. V tomto případě, po odtoku povodňové vody, klesne vodní hladina opět na zvýšenou úroveň RN* nebo na úroveň ještě nižší, jestliže se voda odčerpá.

V opačném případě, jestliže vodní hladina dosáhne ve zmíněném hypotetickém příkladě předem stanovené třetí úrovně N, která se rovná nebo je o málo nižší než druhá, maximální úroveň RM vodní hladiny, v případě mimořádné povodně, vychýlí se alespoň jeden stěnový prvek 11 přestavitelné stěny 10 tlakem vody a překlopí se kolem zarážky 12, jak je znázorněno na obr. 5c a tento překlopený stěnový prvek 11 nebo překlopené stěnové prvky 11 jsou odplaveny povodňovou vodou alespoň k úpatí vypouštěcího přepadu 5, a tím je

-6CZ 278512 B6 umožněn odtok vody i při nejsilnější povodni. Po odtoku vody při silné povodni, která způsobí překlopení pojistné přestavitelné stěny 10., kdy je přepadový práh 6 ve stavu znázorněném na obr. 5d, klesne hladina vody na první, normální úroveň RN, jako u přehrad s volným přepadovým prahem, případně ještě na nižší úroveň. Výhodně může být k dispozici několik náhradních stěnových prvků 11, aby bylo možno podle potřeby provést opravu přestavitelné stěny 10 a zvednout první, normální úroveň RN vodní hladiny na zvýšenou úroveň RN', jak je znázorněno na obr. 5e. Je však nutno poznamenat, že i když se nenahradí stěnové prvky 11 po mimořádné povodni, která způsobí překlopení alespoň jednoho stěnového prvku 11, nesníží se bezpečnost vodního díla.

Nebezpečí špatné činnosti přehrady, způsobené plovoucími tělesy, se může snadno eliminovat ochranou návodní strany běžnými technickými prostředky, přizpůsobitelnými každému jednotlivému případu. Ochrana může*být například vytvořena plovoucími pásy na hladině v určité vzdálenosti od návodní strany vypouštěcího přepadu 5, nebo zadržovacím zařízením, připevněným na návodní lícní straně 4 přehrady 1.

Nyní bude uveden příklad výpočtu pojistné přestavitelné stěny 10, podle vynálezu. Přehrady a přepadové prahy jsou obvykle dimenzovány tak, aby hladina přehradního jezera, čili úroveň vzdutí, dosáhla druhé, maximální úrovně RM pro uvažovanou mimořádnou povodeň, čili projektovanou povodeň. Tato povodeň může být například povodeň, vyskytující se jednou za tisíc let, tzv. tisíciletá voda. Pro tuto úvahu se předpokládá, že průtok vody u této projektované povodně bude například 200 m³/s, a že volný přepadový práh 6 bude mít délku 40 m. Za těchto podmínek bude výška H vodní vlny, nutná k odvedení průtoku vody proj ektované povodně, odpovídat 5 m³/s na délkový metr přepadového prahu 6,. Tato výška se dá vypočítat podle následujícího-vzorce:--------- ------Q = 1,8 H^3/2 (1) z něhož je zřejmé, že výška H se přibližně rovná 2 m, podle výše stanoveného předpokladu. Podle tohoto předpokladu, pokud přehrada nemá stavidla nebo přestavitelné stěny, se sníží úroveň přepadového prahu 6 vypouštěcího přepadu 5 o 2 m pod druhou, maximální úroveň RM k umožnění odvedení tisícileté vody, a tím se ztrácí užitečný objem vody odpovídající vrstvě o výšce 2 m.

K určení výšky stěnových prvků 11 je vynález založen na zjištění, že maximální průtok, zaznamenaný průměrně za 20 let, tak zvaná dvacetiletá voda, je mnohem slabší než průtok při projektované povodni. U tohoto zvoleného příkladu může činit asi 50 m³/s. Podle vzorce (1) odpovídá tento průtok vlně o výšce asi 0,8 m. Jestliže připustíme, že stěnové prvky 11 se mohou zničit průměrně jednou za 20 let, můžeme zvolit u těchto stěnových prvků 11 výšku 2m - 0,8 m = 1,2 m. Umožníme tak průtok vody o výšce vlny 0,8 m nad stěnovými prvky, odpovídající průtoku 50 m?/s. V tomto případě se zvýšená úroveň RN' hladiny vzdutí zvýší o 1,2 m nad první, normální úroveň vzdutí vody volného přepadového prahu 6, to znamená prahu bez stěnových prvků 11. Jestliže se zvolí výška stěnových prvků 11 vyšší než 1,2 m, bude přípustná

-7— výška vodní vlny nižší než 0,8 m, a mohlo by dojít ke zničení stěnových prvků 11, například každých 10 let, ale první, normální úroveň RN hladiny vzdutí ještě vzroste. Naproti tomu, jestliže se zvolí výška stěnových prvků 11 nižší než 1,2 m, může se počítat s vodní vlnou vyšší než 0,8 m, aniž by došlo ke zničení stěnových prvků 11 více než každých 50 nebo 100 let, ale první, normální úroveň RN vzdutí vodní hladiny bude však nižší než v uvedených případech. Volba, výšky stěnových prvků 11 se tedy stává hlavně ekonomickou volbou. Obecně vzato, je pravděpodobně žádoucí stanovit časový interval úplného zničení pojistné přestavitelné stěny 10 na každých 20 let, což by v uvažovaném příkladě vedlo ke stanovení teoretické výšky stěnových prvků 11 na 1,2 m.

Dále; je výhodné, když nedojde ke zničení všech stěnových prvků: 11 přesně při stejné výšce vody. Stěnové prvky 11 se mohou volit například tak, aby jeden prvek, například stěnový prvek 11c z obr. 3 a 4, byl zničen, když voda dosáhne první výšky Nj vodní hladiny, která je asi 10 cm pod druhou, maximální úrovní RM a aby alespoň další stěnový prvek, například stěnový prvek 11b a lid, byl zničen, když voda dosáhne druhé výšky N₂ vodní hladiny, která je asi 5 cm pod druhou, maximální úrovní RM, a aby ostatní stěnové prvky, například stěnové prvky 11a, lle byly zničeny, když voda dosáhne druhé, maximální úrovně RM. Tak se dá dosáhnout toho, že zničení prvního stěnového prvku 11c při povodni středního rozsahu může postačit k odvedení povodňové vody, aniž: by došlo k dalšímu zvýšení vodní hladiny, a tak se zabrání zničení dalších stěnových prvků 11a, 11b, lid, lle. K maximální přípustné výšce přepadové vlny se vždy přidává okraj o výšce 10 cm proto, aby výška stěnových prvků 11 a následně získaná výška vrstvy vody (RN'- RN) se v uvažovaném případě rovnala 1,1 m (2 m - 0,8 m — 0,1 m).

Překlopení jednoho nebo několika stěnových prvků 11, a tím i jejich zničení závisí na rovnováze jednak mezi hybným momentem, t.j. momentem sil, který má snahu překlopit uvažovaný stěnový prvek 11, a jednak mezi momentem odporu, t.j. momentem sil, které mají snahu udržet uvažovaný stěnový prvek 11 v původní poloze. Jestliže se neuvažuje s uvolňovacím zařízením, přímo spojeným s vodní hladinou, aby bylo možno překlopit stěnový prvek 11 přesně v okamžiku, když vodní hladina dosáhne předem určené úrovně, je možné určit výšku vodní hladiny odpovídající uvedené rovnováze pouze s určitou mírou přesnosti, asi 0,2 m. Za těchto podmínek je nutné z. důvodů bezpečnosti snížit výšku stěnových prvků 11 o hodnotu, odpovídající této míře přesnosti, například o 0,2 m. Je však možné se vyhnout snížení výšky stěnových prvků 11 navržením uvolňovacího zařízení, které bude popsáno podle obr. 9.

U průtoku 50 m³/s podle uvažovaného příkladu je možné snížit maximální přípustnou výšku přepadové vlny na-méně než 0,8 m dříve, než dojde k překlopení stěnových prvků 11 tak, že hřebenová čára stěnových prvků 11, braných jednotlivě nebo společně, není již uspořádána rovnoběžně s hřebenem 8 přepadového prahu 6, ale není přímočará, nýbrž je například . zalomená nebo zakřivená pro zvýšení přepadové délky uvedeného průtoku. Když se tato délka zdvojnásobí, rozloží se průtok 50 m³/s z původních 40 m na 80 m a odpovídající přípustná výška vlny se sníží z 0,8 m na 0,5 m. To

-8CZ 278512 B6 umožňuje při, zachování ostatních rozměrů zvýšit výšku stěnových prvků 11 o 0,3 m a zvýšit tak i objem zadržované vody v přehradě. Různé tvary stěnových prvků umožňující zvětšení přepadové délky, budou popsány dále podle obr. lle až lig.

Na obr. 6 jsou znázorněny některé síly, které mohou působit na stěnový prvek 11 podle vynálezu. K následujícímu' popisu se předpokládá, že stěnový prvek 11 má tvar hranolu o délce L a výšce H^. Stejně jako v předchozích obrázcích je zde označena druhá, maximální úroveň RM vodní hladiny, výška B označuje výšku narážky 12 nad přepadovým prahem (5, H₂ označuje maximální přípustnou výšku přepadové vlny nad stěnovým prvkem 11 a označuje úroveň vodní hladiny. Hybné síly, které mají snahu překlopit, stěnový prvek 11, jsou tlaková síla P vody na návodní stranu stěnového prvku 11 a podtlak U, který případně působí na spodní plochu základny stěnového prvku 11, a který je způsoben případnými netěsnostmi těsnicího článku 15 nebo uvolňovacím zařízením, jak bude popsáno dále. Odporové síly, které mají snahu udržet stěnový prvek 11 v jeho původní poloze, jsou tvořeny součtem vlastní hmotnosti W stěnového prvku 11 a tíhy vodního sloupce, nacházejícího se případně nad stěnovým prvkem 11. Aby bylo možno vypočítat hodnoty P, U a W, a rovněž hodnoty odpovídajících hybných a odporových momentů, vztahujících se k zarážce 12, je třeba uvažovat několik případů vzhledem k výšce vody z, nad přepadovým prahem 6. Hodnoty

P, U a W a odpovídajících hybných a odporových shrnuty dále pro rozdílné případy a jejich hodnoty jednotku délky stěnového prvku 11.	momentů jsou jsou dány na
a) jestliže:	0 <	z < 3 B :
	P =	i . r_w . z²	(2)
	u =	i . z . L	(3)
	w =	Tjj· H]_ . L	(4)
		= 0	(5)
	Mm^U	= 1/3 . T_w . z . L²	(6)
	^Mr	= i.Tfc.H^lAl· i.T_w . z².(B - z/3)	(7)
b) jestliže:	3 B	< z < H-j_ :
	P =	i _{T z}2	(8)
	U =	5 · . z . L	(9)
	w =	^Tb* ^H1 · L	(10)
	Mm	= 5 . T_w . Z² . (z/3 - B)	(11)
	MmU	= + 1/3 . T_w . z . L²	(12)
	Mr	= Lt^.L·²	(13)

-9CZ 278512 B6

jestliže:	^Hl< ^z	• •
	p = i .	^TW ·	^Hl² + T_w .	H-l- (z	- Η_χ)	(14)
	u = i .	^Tw ··	z .. L		-..... —	(15)
	W - T_b.	^H1 ·	L t t_w. (z	- Η_χ) .	L	(16)
“m =	l.T_w. Η_χ ².	(Η_χ/3	-B)+ T_w. H₁	.(Ζ-Η_χ)	(H_r/2 -B)	(17)
M_mU =	Mm ⁺ V³	• ^Tw	. z . L²			(18)
Mr ”	2 T · Xj	²+ i.·	r_w.(z - Η_χ)	. L²		(19)

Význam veličin P, U, W, L, Η_χ, B, z., které se vyskytují v těchto vzorcích, byl již uveden dříve. Veličina je hybný moment, není-li zde žádný podtlak. Veličina M^U je hybný moment v případě, že v soustavě je podtlak U. Veličina t_w je měrná váha vody a veličina T_b je střední měrná váha stěnového prvku 11.

V grafu na obrázku 7 znázorňují čáry A, Ca D příslušné změny odporového momentu M_r a hybných momentů M_m a v závislosti na výšce vody z nad přepadovým prahem 6 a čára E znázorňuje změnu průtoku vody Q v závislosti na výšce H přepadávající vlny (Q =

1,8 H³/² , kde H se rovná ζ-Η_χ před: překlopením stěnového prvku a H se rovná z po překlopení stěnového prvku 11. čáry A, C, D a E byly vypočítány z uvedených vzorců a pro !!-)_= 1,2 m, L =

I, 1 m, B = 0,15 m, T_w = 1 a T_b = 2,4. Při porovnání čar A a C je zřejmé, že hybný moment M_m (bez podtlaku U) dosahuje stejné hodnoty, jako odporový moment Mj. pro hodnotu z, rovnající se přibližně 2,4 m. Jinými slovy, není-li v soustavě podtlak U, dojde k překlopení stěnového prvku 11 v okamžiku, kdy úroveň vodní hladiny dosáhne hodnoty 2,4 m nad přepadovým prahem 6. Podobně při porovnání čar A a D je zřejmé, že když je v soustavě podtlak U, dosahuje hybný moment stejné hodnoty jako odporový moment M_rpro hodnotu z rovnající se přibližně 2 m, to znamená u druhé, maximální úrovně RM v tomto uvažovaném výpočtu. Jinými slovy, když je v soustavě podtlak, nastane překlopení stěnového prvku

II, jakmile vodní hladina dosáhne druhé, maximální úrovně RM. Podle vzorců (17) a (19) je zřejmé, že při požadavku překlopení stěnového prvku 11 při hodnotě z. rovnající se 2 m, a tedy při maximální úrovni RM vodní hladiny by v soustavě bez podtlaku a: beze změny jeho výšky Η_χ bylo třeba zmenšit hodnotu T_b nebo hodnotu L nebo hodnotu B podle uvedených veličin.

Z uvedeného vyplývá, že přiměřeným dimenzováním rozměrů a hmotnosti stěnových prvků 11 a přiměřeným dimenzováním narážky je možno docílit toho, aby došlo k překlopení stěnového prvku 11 přesně v okamžiku, kdy hladina vody dosáhne předem určené hodnoty. Rovněž je zřejmé, že pokud byl stěnový prvek 11 dimenzován rlOCZ 278512 B6 tak, aby došlo k jeho převrácení, dosáhne-li hladina předem stanovené úrovně u soustavy, kde není podtlak, a pokud není dostatečné utěsnění mezi stěnovým prvkem 11 a přepadovým prahem 6, bude u základny stěnového prvku 11 působit podtlak, což způsobí jeho překlopení při nižší úrovni vodní hladiny. Závada v utěsnění není tedy katastrofa, ale představuje spíše faktor pomáhající překlopení stěnového prvku 11.

dokud je úroveň a aby podstatně v okamžiku, kdy přičemž by bylo

Této skutečnosti se může využít k tomu, aby se dosáhlo přesnějšího a jistějšího překlopení stěnového prvku 11. Ve skutečnosti může být výhodné vše uspořádat tak, aby podtlak U, působící na stěnový prvek 11, byl nulový nebo velmi nízký, vodní, hladiny nižší než předem určená úroveň, větší podtlak začal působit na stěnový prvek 11 vodní hladina dosáhne této předem určené úrovně, dimenzování stěnových prvků takové, aby v okamžiku, kdy je dosaženo předem určené úrovně hladiny vody, přešel hybný moment velmi rychle z hodnoty M_m, která je nižší než hodnota odporového momen tu Mj., na hodnotu M^U, která je podstatně vyšší než hodnota uvedeného odporového momentu M_r.K tomu účelu je například možné použít uvolňovací zařízení podobného typu, jak je znázorněno na obr. 9. Uvolňovací zařízení, znázorněné na obr. 9, se skládá v podstatě z větrací trubice 21, která za normálních okolností spojuje oblast, ležící pod stěnovým prvkem 11 s atmosférou, přičemž horní okraj větrací trubice 21 je v předem stanovené třetí úrovni N vodní hladiny, která odpovídá úrovni vodní hladiny, při níž je žádoucí, aby došlo k překlopení stěnového prvku 11. Větrací trubice 21 může být rovná a může procházet stěnovým prvkem 11 tak, jak znázorňuje plná čára na obr.9, nebo může být zalomená, jak znázorňuje přerušovaná čára 21' na obr.9, nebo může být poněkud zapuštěná do přepadového prahu 6, jak znázorňuje přerušovaná čára 21'’ na obr. 9. Když se navrhuje několik stěnových prvků, které se mají překlopit při různých úrovních N vodní hladiny, jako například při výšce Ν_1Ζ N₂ a úrovni RM (obr. 3), musí mít každý stěnový prvek alespoň jednu samostatnou větrací trubici 21, přičemž každá z těchto větracích trubic je vyvedena do jiné výšky (N-]_ nebo N₂ nebo RM) , které odpovídají výšce vody, při níž má dojít k překlopení stěnového prvku 11. Je přirozené, že v tomto případě musí být oblasti přepadového prahu 6., ležící pod stěnovými prvky, které se mají překlopit při různých výškách vodní hladiny, vzájemně od sebe odizolovány vhodnými těsnicími články.

Horní konec větrací trubice 21 může být opatřen ochranným prostředkem proti plovoucím tělesům, aby nedošlo k jeho případnému ucpání, nebo i ochranným prostředkem proti vlnám, aby jedna nebo několik po sobě následujících vln nezpůsobily překlopení stěnového prvku 11 v nevhodnou dobu. Některé příklady takových provedení jsou znázorněny na obr. lóa až 10c. Ochranný prostředek na obr. 10a sestává v podstatě z nálevky 22, jejíž horní okraj 23 je umístěn výše než předem stanovená třetí úroveň N vodní hladiny, a která má alespoň jeden otvor, umístěný pod úrovní N. Ochranný prostředek na obr. 10b sestává z trubice, která je zahnuta do tvaru sifonu 25. Konečně ochranný prostředek, znázorněný na obr. 10c, je tvořen zvonovítou komorou 26, která překrývá horní okraj větrací trubice 21, a jejíž vrchol lehce přesahuje

-11CZ 278512 B6 úroveň N.

Pro zvýšení bezpečnosti stávajících přehrad, jejichž: přepadový práh 6 byl původně v souladu s projektovanou povodní vyrovnán na prvn, normální úroveň RN zadržované vody (obr. 8c), je výhodné.· snížit přepadový práh 6 o několik decimetrů pod jeho stávající úroveň RN a umístit na takto upravený přepadový práh 6 přestavitelnou stěnu 10, vyrobenou podle vynálezu a složenou alespoň z jednoho stěnového prvku 11, dimenzovaného hmotnostně i rozměrově podle uvedených pravidel tak, aby došlo k jeho překlopení kolem narážky 12 v okamžiku, kdy úroveň vodní hladiny dosáhne předem stanovené výšky, která se nejvýše rovná maximální úrovni RM hladiny vody, odpovídající projektované povodni. Za těchto: okolností se nemění pravděpodobnost otevření přestavitelné stěny 10 a v případě mimořádné povodně se průřez, kterým může odtékat voda po úplném zničení přestavitelné stěny 10, podstatně zvětší při stejném objemu vody v přehradě, což umožňuje přejít bez nebezpečí i povodeň, u které je průtok vody podstatně větší než u povodně, na kterou byla původně přehrada projektována. V případě, že zvolená výška stěnových prvků 11 bude stejná jako výška přepadu přepadového prahu 6 (obr. 8a), zvýší se tak jednoduchým způsobem bezpečnost vodního díla beze změny první, normální úrovně RN zadržené vody vzhledem k množství zadržené vody v původní přehradě, jak je znázorněno na obr. 8c. Je možné současně zvýšit bezpečnost přehrady i množství zadržené vody až na hodnotu zvýšené úrovně RN' vodní hladiny tím, že stěnové prvky 11 budou mít takovou výšku, aby jejich vrchol byl na úrovni vyšší než je první, normální úroveň RN, ale nižší než je druhá, maximální úroveň RM vodní hladiny (obr. 8b).

Podle předpokladu v předešlé části popisu byl každý stěnový prvek 11 tvořen prizmatickým blokem ve tvaru hranolu. Blok může být monolitický, z armovaného nebo nearmovaného betonu, s plochou horní stěnou (obr. 11a) nebo s horní stěnou vypuklou (obr. 11b). Podle jiného příkladu provedení je stěnový prvek 11 tvořený dutým blokem, jak je znázorněno na obr. 11c, který sestává z několika dutin, naplněných zátěží 32., jako je například písek, různé druhy štěrku nebo jiných těžkých volně ložených materiálů. Duté bloky s výplní mohou být opatřeny víky, která uzavřou dutiny po jejich naplnění zátěží. Víka nejsou na obrázku zakreslena. Příklad provedení podle obr. 11c je obzvláště vhodný v případě, že pojistná přestavitelné stěna 10 se má skládat z několika stěnových prvků 11. které všechny mají stejnou výšku, ale které se mají překlopit při různých úrovních vodní hladiny. V tomto případě postačí regulovat hmotnost jednotlivých stěnových prvků 11 vhodným množstvím zátěže k docílení jejich překlopení při požadované výšce hladiny. Jinou možností provedení je vytvoření stěnového prvku soustavou desek z betonu, oceli nebo jakéhokoliv vhodného materiálu, který je pevný a dostatečně těžký. Jak je znázorněno na obr. lid, může se tato soustava skládat z jedné obdélníkové základové desky 33, která je vodorovná nebo přibližně vodorovná, a z jedné pevné svislé desky 34, připevněné v povodním směru k základové desce 33. V tomto případě přispívá tíha vodního sloupce nad základovou deskou 33 jako stabilizující prvek k udržování stěnového prvku ve své poloze, dokud úroveň vodní hladiny nedosáhne předem určené výšky, při které dojde k překlopení stěnového prvku 11.

-12CZ 278512 B6

Jak je znázorněno na obr. lle až lig, může být soustava desek složena z několika přibližně obdélníkových desek 34., které jsou svislé nebo přibližně svislé, a které jsou svým spodním okrajem spojeny se základovou deskou 33, a které jsou vzájemně spojeny svými svislými stěnami tak, že vytvářejí lomenou stěnu. Všechny obdélníkové desky 34 mají stejnou výšku, ale mohou mít i stejnou šířku (obr. lle), nebo různou šířku (obr. llf a lig). V takovém případě má každý stěnový prvek 11 čáru hřebenu lomenou, ve tvaru pilových zubů (obr. lle), lichoběžníkových^zubů (obr. llf) nebo pravoúhlých zářezů (obr. lig). Na rozdíl od obr. lid, kde je stěnový prvek 11 znázorněn z povodní strany, je stěnový prvek 11 znázorněn na obr. lle až lig z návodní strany. Příklady provedení podle obr. lle až 11 g jsou zajímavé v tom, že umožňují zvětšit délku přepadu, což umožňuje u stejné úrovně vodní·hladiny snížit výšku přepadové vlny, potřebnou k odvedení nejslabších povodní, to je těch, které se vyskytují nejčastěji, aniž by došlo ke zničení přestavitelné stěny 10 a aniž by došlo ke snížení bezpečnosti, jak již bylo popsáno. Navíc se tak umožní odpovídajícím způsobem zvýšit výšku stěnových prvků, a tím i přímo úměrně objem zadržené vody. Například uspořádání ve tvaru pravoúhlých zářezů, jak je znázorněno na obr. lig, které ztrojnásobuje délku přepadu, umožňuje zmenšit o polovinu výšku přepadové vlny při slabých povodních, což umožňuje dosáhnout odpovídajícího zvýšení kapacity zadržované vody v nádrži, aniž by se snížila schopnost přehrady odvést mimořádné průtoky vody při mimořádných povodních. Namísto použití obdélníkových desek 34, které jsou rovné, je možné použít rovněž desek vydutých nebo zvlněných ke zvětšení délky přepadu.

Na obr. 12 je znázorněn ve svislém řezu stěnový prvek 11, podobný prvkům na obr. lid až lig, který je navíc vybaven větrací trubicí 21, která má stejnou funkci, jako větrací trubice na obr. 9- Vodorovná základová deska 33 dle obr. 12 je připevněna ke svislé obdélníkové desce 34 tak, aby byla v určité vzdálenosti od přepadového prahu 6 a na návodní straně je opatřena zvýšeným okrajem 33a. Mezi zvýšeným okrajem 33a a přepadovým prahem 6 je umístěn těsnicí článek 15. Pod základovou deskou 33 tak vzniká komora 35, do které ústí dolní konec větrací trubice 21. U dolního okraje svislé obdélníkové desky 34 je vytvořen odvodňovací otvor 36, který má menší průměr než větrací trubice 21. U stěnového prvku, znázorněného na obr. 12, může dojít, v případě že vodní hladina je přibližně na předem stanovené třetí úrovni N, ke vniknutí vody náhodnou vlnou do větrací trubice 21. Tato voda částečně naplní komoru 35, která se ale současně vyprazdňuje odvodňovacím otvorem 36. Tím se zabrání tomu, aby na základnu stěnového prvku 11 působil podtlak způsobený vlnami ještě předtím, než vodní hladina dosáhne zvýšené úrovně Ν', při které je žádoucí, aby došlo k překlopení stěnového prvku 11. Komora 15 a odvodňovací otvor 36 tedy umožňují zvýšit přesnost úrovně vodní hladiny, při které dojde k překlopení stěnového prvku 11. Je samozřejmé použít takové komory i u stěnového prvku 11 podle obr.

9.

Na obr. 13 je ve svislém řezu znázorněn stěnový prvek 11, složený z několika modulů lig až lij, které jsou postaveny na sobě. Je žádoucí, aby tyto moduly měly takový tvar, který jim umožňuje vzájemné zaklínění, aby se po sobě neposouvaly působením tlaku vody. Všechny tyto moduly mohou mít stejné svislé rozměry nebo mohou mít různé svislé rozměry, například horní modul lij má

-13CZ 278512 B6 menší výšku než ostatní moduly lig a . llh. Při této konstrukci stěnových prvků 11 se nejen usnadní veškerá manipulace s těmito prvky, ale je rovněž možné velice snadno měnit jejich výšku podle ročního období, aniž by to vyžadovalo mimořádnou kontrolu pracovníků obsluhy.

Na obr.14 je znázorněn stěnový prvek 11 modulového typu, podobně jako stěnové prvky na obr. 13, ale s tím rozdílem, že je tvořen soustavou desek, a to pevnou vodorovnou· základovou deskou 33, pevnou svislou deskou 34 a posuvnou svislou deskou 37. Vodorovná základová deska 33 je pevně spojena se svislou deskou 34, k níž je připojena svislá posuvná deska 37 ke zvětšení její výšky. Pevná svislá deska34 a posuvná svislá deska 37 jsou vzájemně spojeny alespoň dvěma páry spojovacích destiček .38., z nichž jeden pár je znázorněn na obr. 14 a 15. Spojovací destičky 38 jsou pevně připojeny k jedné z desek 34 a 37. Místo spojovacích destiček 38 se může použít spojovacích lišt, které procházejí po celé délce desek 34 a 37. Mezi deskami 34 a 37 je umístěn těsnící prvek 39. Namísto dvou, svislých desek 34 a 37 je možno použít většího počtu desek.

Závěrem je nutno říci, že výška pojistné přestavitelné stěny 10, to znamená výška jejích stěnových prvků 11, závisí na ekonomickém výběru, na požadovaném pořadí překlápění jednotlivých prvků, na přesnosti úrovně vodní hladiny, při níž je žádoucí, aby došlo k překlopení stěnových prvků. Tato přesnost se může zvětšit tím, že se použije uvolňovacího zařízení, které přivádí vodu k základně stěnového prvku 11, jak bylo popsáno. Výška pojistné přestavitelné stěny 10 také závisí na tvaru její hřebenové čáry, která může být přímková, lomená, zakřivená nebo zvlněná. Podle popsaného příkladu výpočtu se výška stěnových prvků 11 přestavitelňé stěny 10 může měnit od 0,9 do 1,5 m, což umožňuje v jednotlivých případech získat 45 až 75 procent vodní vrstvy, která by byla ztracena bez použití pojistné přestavitelné stěny 10.

Z uvedeného vyplývá, že pojistná přestavitelné stěna 10 podle vynálezu umožňuje zvyšovat podstatně a téměř permanentně zadržovací kapacitu přehrady nebo jiného vodního díla s volným přepadovým prahem, za současného zachování nebo zvýšení vlastní provozní bezpečnosti u vodních děl s volným přepadovým prahem, při umožnění snadného odvedení vody při mimořádných povodních automatickým otevřením bezpečnostní přestavitelné stěny překlopením alespoň jednoho jejího stěnového prvku, bez dohledu a vnějších zásahů pracovníků obsluhy a bez jakýchkoliv kontrolních zařízení. Je rovněž jasné, že přestavitelné stěna se může vyrobit a umístit na přepadovém prahu přehrady s vynaložením menších investičních nákladů než u přehrady se známými stavidly a bez nutnosti větší úpravy přepadového prahu vypouštěcího přepadu přehrady.

Je samozřejmé, že popsané tvary provedení vypouštěcího přepadu podle vynálezu jsou pouze čistě informativní, a nikoliv limitující, a že pro odborníka v tomto oboru bude snadné provést řadu modifikací, které nevybočují z rozsahu tohoto vynálezu. Je také zřejmé, že těsnicí článek 15, umístěný u základny stěnového prvku 11, nemusí být umístěný na návodní straně této základny, ale na jakémkoliv jiném místě pod touto základnou.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vypouštěcí přepad pro přehrady a podobná vodní díla, sestávající z přepadového prahu, jehož hřeben je umístěn v předem stanovené první, normální úrovni vodní hladiny, která je nižší než předem stanovená druhá úroveň vodní hladiny, odpovídající maximální úrovni vodní hladiny přehrady nebo nejvyšší úrovni vodní hladiny, na kterou byla přehrada postavena, přičemž rozdíl mezi předem stanovenou první, normální úrovní a druhou, maximální úrovní hladiny vody odpovídá maximálnímu stanovenému průtoku při mimořádné povodni, a dále sestávající z bezpečnostní přestavítelné stěny, přehrazující vypouštěcí přepad, vyznačující se tím, že bezpečnostní přestavitelná stěna (10), přehrazující přepad (5), se skládá alespoň z jednoho tuhého a masivního stěnového prvku (11), uloženého na hřebeni (8) přepadového prahu (6) sklopně mezi dvěma polohami, majícího předem stanovené převýšení (hl), které je menší než rozdíl mezi první,· normální úrovní (RN) a druhou, maximální úrovní (RM) vodní hladiny, přičemž stěnový prvek (11) je udržován v první vztyčené a vyvážené poloze svým gravitačním momentem a do druhé, sklopené polohy v povodním směru od přepadového prahu (6) je překlopen a odplaven klopným momentem tlakové síly povodňové vody na úrovni vodní hladiny, která je stejná jako předem stanovená třetí úroveň ( N ) vodní hladiny, která je vyšší než vrchol stěnového prvku (11), ale je nanejvýše stejná jako druhá úroveň (RM) vodní hladiny.
2. Vypouštěcí. přepad podle nároku 1, vyznačující se tím, že na přepadovém, prahu (6) u spodní části stěnového prvku (11) je v povodním směru umístěna pevná narážka (12) o výšce (B).
3. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že hřeben (8) přepadového prahu (6) je snížen na úroveň nižší, než je první, normální úroveň (RN), přičemž vrchol stěnového prvku (11), uloženého na hřebeni (8) sníženého přepadového prahu (6) je ve zvýšené úrovni (RN'), která je rovna nebo vyšší než první, normální úroveň (RN), ale která je nižší než je předem stanovená třetí úroveň (N) vodní hladiny, která je rovna nebo nižší než druhá, maximální úroveň (RM) vodní hladiny.
4. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že mezi přepadovým prahem (6) a základnou stěnového prvku (11) je u návodního okraje (16) jeho základny místěn těsnicí článek (15).
5. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že stěnový prířk (11) má tvar prizmatického bloku z jednoho kusu.
6. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že stěnový prvek (11) má tvar prizmatického dutého bloku, vyplněného zátěží (32).
7. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že stěnový prvek (11) je tvořen souborem desek, sestávajících alespoň z j edné vodorovné základové desky (33) a alespoň

-15CZ 278512 B6 z jedné pevné svislé desky (34), která je postavena na základové desce (33).
8. Vypouštěcí přepad podle nároku 7, vyznačující se tí, že pevná svislá deska (34) je postavena na základové desce (33) na jejím povodním okraji.
9. Vypouštěcí přepad podle nároku 7, vyznačující se tím, že soubor desek obsahuje několik pevných svislých obdélníkových desek (34), které jsou připojeny svými spodními okraji k základové desce (3) a jsou vzájemně spojeny svými svislými okraji tak, že tvoří lomenou stěnu.
10. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že čára hřebenu stěnového prvku (11) je lomená.
11. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu větrací trubici (21), spojující oblast pod stěnovým prvkem (11) s atmosférou, kde horní okraj větrací trubice (21) je umístěn v úrovni třetí roviny (N) kolmo ke stěnovému prvku (11) nebo v návodním směru ke stěnovému prvku (11).
12. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že podél hřebenu (8) přepadového prahu (6) je vedle sebe umístěno několik stěnových prvků (11), mezi jejichž svislými stěnami proti sousedním stěnovým prvkům (11) jsou vzájemně uspořádány těsnicí spoje (13).
13. Vypouštěcí přepad podle nároku 12, vyznačující se tím, že jednotlivé stěnové prvky (11) jsou uspořádány s možností odděleného sklopeni v závislosti na velikosti jejich jednotlivých gravitačních momentů a výšce hladiny protékající vody.
14. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 13, vyznačují se tím, že v základně stěnového prvku (11) je vytvořena komora (35) mezi stěnovým prvkem (11) a přepadovým prahem (6) a na povodní straně stěnového prvku (11) je v komoře (35) vytvořen odvodňovací otvor (36).
15. Vypouštěcí přepad podle nároků 11 a 14, vyznačující se tím, že do komory (35) je svým dolním koncem zaústěna větrací trubice (21).
16. Vypouštěcí přepad podle nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že stěnový prvek (11) sestává z několika tvarových modulů (lig až lij), nebo z pevné svislé desky (34) a posuvné svislé desky (37), narovnaných na sobě.