RU2071525C1

RU2071525C1 - Apron of spillway structure

Info

Publication number: RU2071525C1
Application number: RU93045361A
Authority: RU
Inventors: В.И. Похабов; И.А. Давыдов; В.П. Ягин
Original assignee: Проектно-изыскательский институт "Красноярскгидропроект"; Сибирский филиал Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им.Б.Е.Веденеева
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1997-01-10

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: conjugation of spillways with downstream hydraulic engineering structures. Apron has bottom plate 2 and breakwater component 3 located at outlet from apron and across it. It is made in the form of bench 5 and its head surface is vertical and forming successive alternating recesses over length of breakwater component, and protrusions 8 located over entire height of breakwater component. Recess has cylindrical surface, and tops of protrusions 8 are in the form of ribs directed toward water flow 10. Breakwater component 3 can take the form of a wall, and as viewed from side of spillway structure 1 in plan it can be of serrated or wavy configuration. EFFECT: high efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при сопряжении водосбросов с нижним бьефом гидротехнических сооружений. The invention relates to hydraulic engineering and can be used when pairing spillways with the downstream of hydraulic structures.

Известен [1] водобой водосбросного сооружения, включающий донную плиту и водобойный элемент, расположенный на выходе из водобоя поперек его и выполненный в виде уступа или стенки. В этом водобое у уступа или у стенки образуется водовоpот в виде вальца малых размеров и с горизонтальной осью, что ограничивает интенсивность его взаимодействия (смешивания) с транзитным потоком, в результате чего ограничивается эффективность гашения водного потока и, как следствие, увеличиваются размеры водобоя. Known [1] is a spillway of a spillway structure, including a bottom plate and a spillway element located at the outlet of the spillway across it and made in the form of a ledge or wall. In this water hole near the ledge or near the wall, a whirlpool forms in the form of a small roller and with a horizontal axis, which limits the intensity of its interaction (mixing) with the transit stream, as a result of which the efficiency of quenching the water stream is limited and, as a result, the size of the water hole increases.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности гашения энергии водного потока. The technical result from the use of the invention is to increase the efficiency of quenching the energy of the water stream.

Этот технический результат достигается за счет того, что у водобоя водосбросного сооружения, включающего донную плиту и водобойный элемент, расположенный на выходе из водобоя поперек его и выполненный в виде уступа или стенки, напорная поверхность водобойного элемента выполнена с образованием последовательно чередующихся по длине водобойного элемента впадин и выступов, расположенных по всей высоте водобойного элемента. Напорная поверхность водобойного элемента между вершинами двух соседних выступов выполнена цилиндрической. Водобойный элемент в плане со стороны водосбросного сооружения может быть выполнен также пилообразного или волнообразного очертания. This technical result is achieved due to the fact that at the water hole of the spillway structure, including the bottom plate and the water element located at the outlet of the water hole across it and made in the form of a ledge or wall, the pressure surface of the water element is formed with the formation of depressions alternating along the length of the water element and protrusions located along the entire height of the water element. The pressure surface of the water element between the vertices of two adjacent protrusions is cylindrical. The watering element in the plan from the side of the spillway structure can also be made in a sawtooth or wavy shape.

На фиг. 1 изображен водобой, план; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1; на фиг. 3 водобойный элемент пилообразного очертания со cтороны водосбросного сооружения, план; на фиг.4 водобойный элемент волнообразного очертания со стороны водосбросного сооружения, план. In FIG. 1 depicts a water drain, a plan; figure 2 section along aa in figure 1; in FIG. 3 water-bearing element of a sawtooth outline from the side of the spillway structure, plan; in Fig.4 water-bearing element of a wave-like shape from the side of the spillway structure, plan.

Водобой водосбросного сооружения 1 содержит донную плиту 2, водобойный элемент 3 и боковые стенки 4. Водобойный элемент 3 расположен на выходе из водобоя поперек его и выполнен в виде уступа 5, напорная поверхность которого выполнена вертикальной с образованием последовательно чередующихся по длине водобойного элемента впадин 6 с цилиндрическими поверхностями 7 и выступов 8, расположенных по всей высоте d водобойного элемента 3. Вершины выступов 8 выполнены в виде вертикальных ребер 9, обращенных навстречу потоку 10 и покрыты металлической облицовкой 11. The drainage hole of the spillway structure 1 contains a bottom plate 2, a drainage element 3 and side walls 4. The drainage element 3 is located at the outlet of the drainage across it and is made in the form of a ledge 5, the pressure surface of which is made vertical with the formation of troughs alternately alternating along the length of the drainage element 6 s cylindrical surfaces 7 and protrusions 8, located along the entire height d of the water element 3. The peaks of the protrusions 8 are made in the form of vertical ribs 9, facing the flow 10 and covered with a metal region Tip 11.

Водосбросное сооружение 1 устоями 12 в плане разделено на водосливные пролеты 13, дно водотока за пределами водобоя покрыто плитами 14, а в основании водосбросного сооружения 1 и донной плиты 2 расположены дренажи 15. The spillway structure 1 with abutments 12 in the plan is divided into spillway 13, the bottom of the watercourse outside the culvert is covered with slabs 14, and drainage 15 is located at the base of the spillway 1 and bottom plate 2.

Водобойный элемент 3 может быть выполнен также в виде водобойной стенки или быть составленным из уступа и стенки (не показаны), а со стороны водосбросного сооружения в плане водобойный элемент может иметь очертание пилообразное (фиг. 3) или волнообразное (фиг.4), а также другое. В первом случае его напорная поверхность составлена из отдельных плоских поверхностей 16 с образованием впадин 6 и выступов 8, а во втором случае напорная поверхность представляет собой непрерывную по длине водобойного элемента волнообразную цилиндрическую поверхность 17 со скругленными впадинами 6 и выступами 8. The water element 3 can also be made in the form of a water wall or be composed of a ledge and a wall (not shown), and from the side of the spillway structure, the water element can have a sawtooth shape (Fig. 3) or a wave-like shape (Fig. 4), and also different. In the first case, its pressure surface is composed of separate flat surfaces 16 with the formation of depressions 6 and protrusions 8, and in the second case, the pressure surface is a wave-shaped cylindrical surface 17, continuous along the length of the water-emitting element, with rounded cavities 6 and protrusions 8.

Водобой работает следующим образом. Waterhole works as follows.

Высокоскоростной поток 10 набегает на водобойный элемент 3 и в результате взаимодействия с ним резко отклоняется вверх с образованием гидравлического прыжка, сжатого по длине, а непосредственно перед уступом 5 высокотурбулентной водоворотной зоны 18, которая заполняет впадины 6 и имеет выпукло-вогнутую поверхность раздела с потоком 10. Одновременно выступы 8 рассекают (расщепляют) поток 10 и водоворотную зону 18. В результате повышается пульсация поперечных составляющих скоростей в потоке 10, в водоворотной зоне 18 и в поверхностной водоворотной зоне 19 с одновременным повышением интенсивности взаимодействия транзитного потока 10 с водоворотными зонами 18 и 19. При этом выступы 8 препятствуют перетеканию воды из водоворотной зоны 18 работающего пролета водосбросного сооружения в неработающие соседние пролеты. В результате в потоке происходит интенсивное турбулентное перемешивание воды по всем направлениям, сопровождаемое интенсивные гашением ее энергии. A high-speed stream 10 runs onto a water-bearing element 3 and, as a result of interaction with it, sharply deviates upward with the formation of a hydraulic jump compressed along the length, and immediately before the step 5 of the highly turbulent whirlpool zone 18, which fills the depressions 6 and has a convex-concave interface with the stream 10 . Simultaneously, the protrusions 8 cut (split) the stream 10 and the whirlpool zone 18. As a result, the pulsation of the transverse velocity components in the stream 10, in the whirlpool zone 18 and in the surface whirlpool increases zone 19 with a simultaneous increase in the intensity of interaction of the transit stream 10 with the whirlpool zones 18 and 19. In this case, the protrusions 8 prevent the flow of water from the whirlpool zone 18 of the working span of the spillway to non-working adjacent spans. As a result, intense turbulent mixing of water in all directions occurs in the stream, accompanied by intense quenching of its energy.

В лаборатории СибВНИИГа (Красноярск) по заданию Красноярскгидропроекта приведены гидравлические исследования водобоя применительно условий контррегулирующей Нижне-Курейской ГЭС при удельных расходах на водосливе до 100 м²/с и перепаде в бьефах Нр 13,0 м. Исследования позволяют сделать вывод о возможном сокращении проектной (ТЭО) длины водобойного колодца с 62 метров до 35, при сохранении неизменной глубины водобойного колодца 5 м за счет повышения эффективности гашения энергии водного потока.In the laboratory of SibVNIIIG (Krasnoyarsk), on the instructions of the Krasnoyarskhydroproject, hydraulic studies of the water breakdown are given in relation to the conditions of the counter-regulating Nizhne-Kureyskaya hydroelectric power station at specific discharge rates of the spillway to 100 m ² / s and the drop in the discharge head of Нр 13.0 m. Studies allow us to conclude that the design Feasibility study) the length of a water well from 62 meters to 35, while maintaining a constant depth of a water well of 5 m by increasing the efficiency of quenching the energy of a water stream.

Claims

1. The spout of a spillway structure, including a bottom plate and a spout, located at the outlet of the spout across it and made in the form of a ledge or wall, characterized in that the pressure surface of the spout is made with the formation of troughs and protrusions alternately alternating along the length of the spout, located over the entire height of the water element.

2. A spout according to claim 1, characterized in that the pressure surface of the spout between the peaks of two adjacent protrusions is cylindrical.

3. A water drain according to claim 1, characterized in that the water discharge element in the plan from the side of the spillway structure is sawtooth.

4. A water hole according to claim 1, characterized in that the water hole element in the plan from the side of the spillway structure is made in a wavy shape.