SU1759996A1

SU1759996A1 - Of down apron of multispan dam

Info

Publication number: SU1759996A1
Application number: SU894747908A
Authority: SU
Inventors: Борис Борисович Дворкин; Валерий Филиппович Проданов; Георгий Аршалусович Тер-Абрамянц; Петр Евгеньевич Лысенко; Николай Васильевич Лебедев; Владимир Федорович Торгашев
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1992-09-07

Abstract

Использование: строительство водопропускных гидротехнических сооружений на нескальных основани х. Сущность изобретени : ковш рисбермы 3. расположенный за многопролетной плотиной 1 и имеющий крепление дна в виде каменной наброски , выполнен в плане сужающимс в направлении к отвод щему руслу бис шириной по дну в конце сужени , определ емой по зависимости Вк Вр - плНв р. /3 ; где Вк - ширина ковша по дну в конце сужени ; Вр - ширина рисбермы; Нв.р - глубина воронки размыва; m - коэффициент заложени верхового откоса ковша; ft - коэффициент сужени , принимаемый в пределах 0,3 - 0,5. Выполнение ковша рисбермы сужающимс в плане с направлением сужени в сторону отвод щего русла позвол ет переформировать поток путем сосредоточени его максимальных скоростей по оси отвод щего русла, уменьшить сбой- ность потока, размывы в отвод щем русле и деформацию береговых откосов при различных маневрировани х затворами в пролетах плотины. 4 ил. СО сUse: construction of culvert hydraulic structures on non-rock bases. SUMMARY OF THE INVENTION: A bucket of apron 3. Located behind a multi-span dam 1 and having a bottom mount in the form of ripling, is made in terms of tapering towards the diver channel bis width along the bottom at the end of the constriction, determined according to the dependency of BqBr - plNv r. / 3; where Bk is the width of the bucket along the bottom at the end of the constriction; BP - the width of the apron; Nv.r - the depth of the sink funnel; m is the burial coefficient of the uphill bucket; ft - contraction coefficient, taken in the range of 0.3 - 0.5. Performing an apron bucket tapering in the plan with a tapering direction towards the diverting channel allows the flow to be reformed by concentrating its maximum velocities along the diverting channel axis, reducing the flow failure, erosion in the diverting channel and deformation of the coastal slopes during various maneuvering gates span of the dam. 4 il. SO with

Description

Изобретение относитс к области гидротехники и может быть использовано при строительстве водопропускных гидротехнических сооружений на нескальных основани х .The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in the construction of culvert hydraulic structures on rock formations.

Конструкции рисбермы по типу ковша предназначены дл защиты русла от местного размыва и создани в концевой части ковша неразмывающих скоростей.Bucket-type apron designs are designed to protect the channel from local erosion and to create non-washing speeds in the end portion of the bucket.

В многопролетных плотинах при различных схемах маневрировани затворами в нижних бьефах возникают сбойные течени , ведущие часто к размыву береговых откосов и значительному увеличению ширины воронки размыва в плане. Это приводит к ухудшению гидравлики потока в отвод щем русле и к значительным его деформаци м , к недопустимым подмывам берегов и береговых устоев гидротехнических сооружений .In multi-span dams with different schemes for maneuvering the valves in the downstream, faulty currents occur, often leading to erosion of coastal slopes and a significant increase in the width of the erosion funnel in the plan. This leads to a deterioration of the flow hydraulics in the diversion channel and to its significant deformations, to unacceptable undermining of the shores and coastal abutments of hydraulic structures.

Цель изобретени - повышение устойчивости рисбермы путем уменьшени сбой- ности сбросного потока и размывов в отвод щем русле при различных маневрировани х затворами в пролетах плотины.The purpose of the invention is to increase the stability of the apron by reducing the disturbance of the discharge flow and erosion in the diversion channel during various shutter maneuvers in the spans of the dam.

Цель достигаетс тем, что ковш рисбермы выполнен в плане сужающимс в направлении к отвод щему руслу и с шириной по дну в конце сужени , определ емой по зависимостиThe goal is achieved by the fact that the bucket of the apron is made in terms of tapering in the direction to the diverting channel and with a width along the bottom at the end of the taper, determined by the dependence

Вк Вр- тНвр. ДVk Vr-tNvr. D

где Вк - ширина ковша по дну в конце сужени ;where Bk is the width of the bucket along the bottom at the end of the constriction;

VIVI

ел ю о ю оeaten u o u o o

Вр - ширина рисбермы;BP - the width of the apron;

Нв.р. - глубина воронки размыва;Nv.r. - the depth of the sink funnel;

m - коэффициент заложени верхового откоса ковша;m is the burial coefficient of the uphill bucket;

/5 - коэффициент сужени , принимаемый в пределах 0,3 ... 0,5./ 5 - the coefficient of contraction, taken in the range of 0.3 ... 0.5.

Выполнение ковша рисбермы сужающимс в плане с направлением сужени в сторону отвод щего русла позвол ет переформировать поток путем сосредоточени максимальных скоростей по сои отвод щего русла, тем самым предотвратить деформацию береговых откосов, наиболее подверженных размывам.Making the apron bucket narrowed in plan with the direction of the constriction towards the diverting channel allows the flow to be reformed by concentrating the maximum speeds along the diverting soybeans, thereby preventing deformation of the coastal slopes most prone to erosion.

Дл обеспечени минимальных размывов береговых откосов планова форма предлагаемой конструкции ковша должна быть близка к форме естественной стабилизированной мы размыва, возникающей за рисбермой в некрепленном русле. Планова форма естественной стабилизированной мы размыва характеризуетс коэффициентом сужени /3 . Как показали опыты при равномерном по фронту поступлении воды на рисберму /5 0,3 - 0,4, при резко неравномерном по фронту поступлении воды на рисберму/3 0,35-0,5.To ensure minimal erosion of the coastal slopes, the planned shape of the proposed bucket design should be close to the natural stabilized we erosion that occurs behind the risberm in the non-fixed bed. The planned form of the natural stabilized erosion is characterized by a narrowing factor / 3. As shown by the experiments with a uniform flow of water on the apron / 5 0.3–0.4 on the front, and water supply on the apron / 3 0.35–0.5, which is sharply non-uniform on the front.

Повышение упом нутых пределов значений /3 в предлагаемой конструкции ковша приводит к дополнительным размывам в нижнем бьефе с возможным нежелательным и непредсказуемым искажением плановой формы мы размыва, а преуменьшение пределов значений приводит к излишнему (необоснованному ) объему строительных работ и к снижению эффективности борьбы со сбой- ностью потока.Increasing the aforementioned limits of values of / 3 in the proposed bucket design leads to additional erosion in the downstream, with possible undesirable and unpredictable distortion of the planned form, we wash out, and underestimation of the limits of values leads to an excessive (unreasonable) amount of construction work and to reduce the effectiveness of anti-crash operations. flow.

На фиг. 1 представлен продольный разрез сооружени с концевой частью рисбермы по типу ковша, сужающегос в плане; на фиг, 2 - то же, в плане; на фиг. 3 - представлен общий вид сооружени с концевой частью рисбермы по типу ковша, сужающегос в плане; на фиг. 4 представлены формы воронок размыва, полученные экспериментально .FIG. Figure 1 shows a longitudinal section of the structure with the end part of an apron in the form of a bucket narrowing in plan; Fig 2 is the same in terms of; in fig. 3 - a general view of the structure with the end part of the apron in the form of a ladle, narrowed in plan; in fig. 4 shows the shape of the sinkholes, obtained experimentally.

Сооружение состоит из многопролетной водосливной плотины 1, водобо 2, горизонтального крепленого участка рисбермы 3, сужающейс наклонной части рисбермы 4, ковша 5, наполненного каменной наброской, и отвод щего русла 6.The structure consists of a multi-span spillway dam 1, water dispenser 2, a horizontal fortified section of apron 3, a narrowing sloping part of apron 4, a bucket 5 filled with riprap, and a diversion channel 6.

Сооружение работает следующим образом .The construction works as follows.

Поток, проход через многопролетную водосливную плотину 1, попадает на водобой 2, где происходит интенсивное гашение его кинетической энергии; затем на горизонтальный крепленый участок рисбермы 3, где происходит равномерное распределение потока по ширине, после чего сбрасываетс по сужающейс наклонной части рисбермы 4 в ковш 5, где происходит переформирование потока путем сосредоточени максимальных скоростей по оси отвод щего русла 6.The stream, the passage through the multi-span spillway dam 1, falls on the water slaughter 2, where intense kinetic energy is quenched; then to the horizontal fortified section of the apron 3, where the flow is evenly distributed across the width, then dumped along the narrowing inclined part of the apron 4 into the bucket 5, where the flow is re-formed by concentrating the maximum speeds along the axis of the diverting channel 6.

Таким образом в плане форма ковша 5 сосредотачивает основной расход по стержню потока, вдоль оси отвод щего русла 6, и тем самым разгружает его берега и береговые устои, увеличива скорости на стержне и уменьша их вдоль берегов. Така конструкци ковша позвол ет эффективно боротьс со сбойностью потока на сходе его с крепленой части сооружени , что имеет очень важное значение.Thus, in terms of shape, the bucket 5 concentrates the main flow along the flow rod, along the axis of the diverting channel 6, and thereby unloads its banks and shore foundations, increasing speeds on the rod and reducing them along the shores. Such a bucket design allows for efficient friction with the flow failure at its descent from the fortified part of the structure, which is very important.

Выбору коэффициента сужени ковша должно придаватьс большое значение, онThe selection of the tapering ratio of the bucket should be given great importance.

должен тщательно обосновыватьс с учетом грунта основани , а в р де случаев необходимо проводить модельные исследовани .must be carefully substantiated taking into account the soil of the base, and in a number of cases it is necessary to conduct model studies.

Использование предложенной конструкции ковша позвол ет сократить объемUsing the proposed bucket design allows for less

бетонных и земл ных работ до 30%, объем каменной наброски на 15 - 20% и, кроме того, увеличить срок службы сооружени в 1,5 - 2 раза, что дает экономию в народном хоз йстве,concrete and earthworks up to 30%, rock-shedding volume by 15–20% and, in addition, increase the service life of the building by 1.5–2 times, which gives savings in the national economy,

Claims

Invention Formula

The ladle of the apron of the multi-span dam, located on the end section of the apron in front of the diverting channel and made with the fastening of its bottom in the form

ripling, characterized in that, in order to increase the stability of the apron by reducing the discharge flow and erosion in the diversion channel during various shutter maneuvers in the spans of the dam, it is made in terms of narrowing in the direction to the diversion channel and with width Vc along the bottom at the end of the restriction, determined by the dependence of Bk Bp - mHv.r p 1

where BP is the width of the apron;

Nv.r. - the depth of the sink funnel; t is the embedding ratio of the upper slope of the bucket;

/ is the contraction coefficient, taken in the range of 0.3 - 0.5.

to

ABOUT)

ate

CD

to

41

.Nj

five

one

s

velocity distribution in terms of

GOI IHH gshrokki raamama

X.

FIG. four