Волосухин В.А.,

д-р техн. наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, директор Института безопасности гидротехнических сооружений,
г. Новочеркасск, Россия

Белоконев Е.Н.,

канд. техн. наук, профессор, Заслуженный мелиоратор РФ, старший научный сотрудник Института безопасности гидротехнических сооружений,
г. Новочеркасск, Россия

Анализ причин снижения надежности и безопасности гидроузлов в бассейне реки Кубань

При проектировании гидроузлов, в состав которых входят водохранилища, важным является обеспечение надежности их водосбросных сооружений в период эксплуатации [1].

Работа основана на результатах научных обследований и гидравлических исследований, находящихся в эксплуатации гидротехнических сооружений Усть-Джегутинского гидроузла [2], Невинномысского гидроузла [3] и Ташлинского водосброса в Ставропольском крае и водосброса Краснодарского водохранилища [5]. Исследования базируются на теоретических и экспериментальных натурных и лабораторных исследованиях, выполненных в научной гидротехнической лаборатории Новочеркасской государственной мелиоративной академии (НИМИ), созданной в 1908 г.

В процессе исследований выполнен анализ современного состояния проектирования, строительства и эксплуатации открытых водосбросов-быстротоков.

При рассмотрении проблем, которые могут иметь место при эксплуатации гидроузлов, в качестве базового принят Краснодарский гидроузел на реке Кубань. Находящийся в эксплуатации около 40 лет (рисунок 1).

Рисунок 1 – Фото Краснодарского гидроузла

Краснодарский гидроузел на р. Кубань расположен рядом с г. Краснодар, сдан в эксплуатацию в 1975 г. В состав гидроузла входят: грунтовая плотина, водосбросное сооружение, механический рыбоподъемник, судоходный шлюз.

Систематическими наблюдениями установлено, что снижение уровней воды за водосбросными сооружениями составляет от 0,10 до 0,05 м в год, и к 2002 г. это снижение составило более 1,7 м. Выполненные в 2002 – 2003 гг. ремонтно-восстановительные работы по реконструкции нижнего бьефа позволили решить проблему только на короткий срок времени.

Для обеспечения расчетного режима сопряжения бьефов вследствие резкого понижения уровней воды в р. Кубань по прогнозу на 1982 г. еще в 1977 – 1979 гг. в лаборатории инженерной гидравлики Новочеркасского инженерно-мелиоративного института (НИМИ) были проведены гидравлические исследования по повышению надежности работы водосбросного сооружения путем внесения конструктивных изменений на рисберме за водобойными колодцами [5 - 7].

Экспериментальные гидравлические исследования по обеспечению безопасной работы одного из основных сооружений Краснодарского водохранилища – паводкового водосброса – выполнялись на плоской модели, представленной на рисунке 2, и на пространственной модели (рисунок 3). Обе модели построены в масштабе 1:50 натуральной величины.

Рисунок 2 – Фото плоской модели, М 1:50

Водосбросное сооружение врезано в земляную плотину.

Расчетная пропускная способность водосбросного сооружения, состоящего из четырех отверстий пролетом 10 м каждое, с водосливами практического профиля совместно с рыбоподъемником по проекту принята 1500 м³/с (см. рисунки 1 и 3).

Водосброс Краснодарского водохранилища представляет собой четырехпролетное бетонное сооружение, в состав которого входят подводящий канал, водосливы практического профиля, водобойный колодец, рисберма, отводящий канал.

Подводящий канал выполнен трапецеидального поперечного сечения шириной по дну 100 м и заложением откосов 1:3. Высота канала – 6,0 м, дно и откосы канала закреплены каменной наброской. В месте сопряжения подводящего канала с железобетонной входной частью устроен зуб из камня на глубину 3,0 м.

Входная часть в плане имеет форму раструба с вертикальными железобетонными стенками. Понур (донная плита) имеет уклон в сторону водослива i≈0,027.

Следующей составной частью водосброса является водослив практического профиля, через который происходит перелив воды. Этот водослив имеет криволинейную сливную часть, построенную по данным Кригера-Офицерова и с вертикальной напорной гранью. Этот водослив относится к безвакуумным, очерченным по контуру нижней поверхности падающей среды. Коэффициент расхода при этом равен m=0,504.

Водосброс состоит из четырех десятиметровых пролетов и такого же по ширине рыбохода (рыбоподъемника), находящегося в центре сбросного сооружения.

Отметка гребня водослива по проекту равна 23.50 м, дна за водосливом (дна водобойного колодца) – 11.00 м, т.е. высота водослива с НБ соответственно составляет 12.50 м.

Для перекрытия сбросных отверстий предусмотрены аварийно-ремонтные затворы 10,0 – 13,67 – 13,15; основные сдвоенные колесные затворы 10,0 – 11,0 – 10,15 (4 шт.), напор воды на водосливе при нормальном подпертом уровне НПУ = 33.65 (по проекту) равен 10,15 м, а при форсированном ФУ = 35.23 м – 11,73 м.

На водобойной части в качестве гасительного устройства принят водобойный колодец. Основными размерами водобойного колодца являются его длина (66,50 м) и глубина (2,80 м).

За водобойным колодцем запроектирована рисберма длиной 180,00 м. На участке 44,50 м от водобойного колодца до оси электрорыбозаградителя толщина железобетонных плит крепления принята равной 2,0 м. Остальная часть рисбермы на длине 107,40 м закреплена железобетонными плитами толщиной 0,6 м (см. рисунок 3).

На рисберме предусмотрены две рыбонаправляющие прорези.

Водобойный колодец и рисберма в плане переменного сечения шириной в начале водобойного колодца – 70,10 м и в конце рисбермы – 150,00 м. В пределах водобойного колодца стенки вертикальны, а за ним приняты железобетонные откосы с заложением 1:3,5 (m=3,5). Отводящий канал по дну выполнен в виде каменной наброски, а откосы - из сборных железобетонных плит крепления с заложением этих откосов 1:3.

С целью выяснения правильности назначения размеров водобойного колодца еще на стадии проектирования были выполнены работы по исследованию условия сопряжения водного потока в нижнем бьефе водосбросного сооружения.

Теоретические исследования

При проектировании водосбросного сооружения с целью уменьшения скоростей на рисберме с учетом привлечения рыб к рыбоподъемнику, минимальных деформаций русла за гидроузлом и конструктивных требований принят водобойный колодец, расширяющийся в плане, с вертикальными стенками. Особенностью конструкции является то, что в центральной части запроектирован как рыбоподъемник шириной 10,0 м, так и четыре водосбросных отверстия (пролеты). Ширина водобойного колодца и водосливных оголовков (в сечении 2-2) (рисунок 4) В_2-2 = 70,1 м, а в конце водобойного колодца при узле прохождения стенок β = 11º25´, его ширина В_к равна

м,

где l_к – длина водобойного колодца, l_к ≈ 66,5 м, по данным исследований на стадии проектирования.

Рисунок 4 – Схемы водобойного колодца в плане: а – конструктивная, б – расчетная

Ширина водобойного колодца в сечении 2-2 (см. рисунок 4), за вычетом ширины рыбоподъемника В_р = 16,05 м, составит

м.

Ширина водобойного колодца без учета проходящего в нем рыбоподъемника в₂ составит

м,

где В_р – ширина рыбоподъемника.

Угол расхождения стенок колодца (центральный угол) .

Поверочный расчет уточнений расширяющегося водобойного колодца состоит в уточнении угла β, длины водобойного колодца l_к и его глубины d₀ = d_к.

Для определения l_к и d₀ необходимо найти длину гидравлического прыжка l_пр и его вторую сопряженную глубину , для чего необходимо выполнить расчеты, приведенные в [8] с учетом рекомендаций О.Ф. Васильева [9].

Во избежание неравномерного распределения потока, его отрыва от стенок угол роспуска боковых стенок следует принимать не более 7 % (tg β = 0,125) [10]. Угол свободного растекания потока θ определяют в зависимости от числа Фруда F_r1 в конце водослива (сечение 2-2) при h₁ = h_c оно равно:

Угол β уточняют с учетом дополнительного ограничения

.

Критическая глубина в начале сечения равна

.

Длину прыжка l_пр подсчитывают по формуле О.Ф. Васильева

,

где - радиус растекания потока (см. рисунок 4);

l_п – длина прыжка в призматическом русле, определяемая по формуле М.Д. Чертоусова [11]

.

Здесь

.

В.М. Ларьков в [12] приводит формулу прыжка по М.Д. Чертоусову в виде

.

Вторая сопряженная может быть определена методом подбора из уравнения прыжка

,

где α₀ ≈ 1;

- радиус, соответствующий второй сопряженной глубине.

С достаточной для практики точностью высоту прыжка (вторую сопряженную) можно определить по предложению В.М. Ларькова [13; 14]

.

Формула является универсальной. При θº = 0 и β > 1 она применима для условий сопряжения во внезапно расширяющемся русле, а при θº = 0 и β = 1 она преобразуется в формулу сопряженных глубин для плоской задачи.

При заданных параметрах трапецеидального русла (водобоя) длину прыжка по В.М. Ларькову можно определить по простой зависимости, полученной из условия неразрывности потока

.

Для определения второй сопряженной глубины Ф.И. Пикалов предложил зависимость [10]

,

где - скорость водного потока на выходе из водобойного колодца;

- перепад свободной поверхности на выходе из водобойного колодца;

- глубина спокойного потока, сопряженная с глубиной бурного потока в начале колодца h₁ = h_c;

в₁ и в₂ – ширина по дну соответственно в начале и в конце колодца;

V₁ = V_c – скорость воды в сжатом сечении, то есть при глубине h₁ = h_c.

Перепад ΔZ можно подсчитать по зависимости, приведенной в [10]. Исходя из предположения, что выходная часть водобойного колодца работает как подтопленный водослив с широким порогом, для условия плоской задачи

,

где h_б = h₁₀ – глубина воды в нижнем бьефе, м;

h_к – глубина воды в водобойном колодце, м;

q = Q/в₂ – удельный расход за водобойным колодцем (на рисберме), м²/с.

Для предотвращения отгона гидравлического прыжка и обеспечения сопряжения виде затопленного (надвинутого) прыжка предусматривают водобойный колодец.

Расчет водобойного колодца (рисунок 5) сводится к определению его глубины h_к = d₀ и длины l_к. Так как назначением колодца является создание условий для сопряжения в виде надвинутого гидравлического прыжка, то должно быть обеспечено условие

или ,

где σ – коэффициент запаса, больший единицы, его значение по Г.В. Железнякову и Б.Б. Данилевичу [10] зависит от точности определения расхода ΔQ и принимается по таблице 1.

Таблица 1 – Значение коэффициента запаса σ

ΔQ, %	σ
5	1,07
10	1,10
20	1,13

Из рисунка 5 следует

.

Глубину водобойного колодца определяют путем последовательного приближения. Это связано с тем, что по формуле необходимо уточнить .

В.М. Ларьков рекомендует следующий порядок определения параметров гидравлического прыжка в расширяющемся русле.

1. Задаваясь удельными расходом на рисберме (в конце водобойного колодца) q = Q/в₂, определяют параметр β₁ = в₂/в₁.

2. Подсчитывают предварительную (в первом приближении) длину прыжка [14]:

.

3. Из выражения определяют необходимый угол растекания:

.

4. Проверка условия

,

где - предельно допустимый угол растекания потока, определяемый по зависимости Ф.И. Пикалова [28],

или по формуле В.М. Ларькова [12] при α≈ 1,05 – 1,1:

.

5. По формуле определяют вторую сопряженную глубину прыжка .

6. Чтобы получить бóльшую точность расчета, параметры l_пр, θ и h₂ следует определить во втором приближении, приняв в качестве исходных параметров вычисленные в первом приближении β и θ^º.

7. Рассчитывают параметры водобойного колодца l_к и d_к = d₀.

Ниже приводится поверочный расчет водобойного колодца, принимая во внимание то, что водосбросное сооружение с этим колодцем запроектировано, построено и находится в эксплуатации. Его расчет был выполнен по прогнозной кривой Q = f(h_б) на 1967 г., в которой глубина воды в отводящем русле h_б≈9,3 м; по прогнозной кривой на 1977 г. - h_б = 7,7 м.

На момент проектирования исходные данные были следующие: отметка гребня водослива практического профиля м и отметка уровня воды в верхнем бьефе (в водохранилище) м (см. рисунок 5, б), длина водобойного колодца l_к = 66,5 м, глубина колодца d₀ = d_к = 2,8 м, угол отклонения его стенок β = 11º25´, расчетный суммарный расход Q = 1500 м³/с, ширина водобойного колодца в сечении 2-2 (за вычетом ширины рыбохода в₁ = 54,05 м, ширина колодца в конце в₂ = 80,45 м (см. рисунок 4).

1. Радиус роспуска потока

м.

2. Устанавливается длина прыжка в расширяющемся русле:

- длина прыжка, подсчитанная по формуле О.В. Васильева составит

м,

где l_п – длина прыжка в призматическом русле по формуле М.Д. Чертоусова .

м

при и м,

- угол в радианах;

- длина прыжка по [28]

м

при ;

- длина прыжка по трансформированной В.М. Ларьковым [14] формулы М.Д. Чертоусова

м.

Из всех полученных величин принимают большую, т.е. l_пр = 38,1 м.

3. Из выражения угол растекания θ^º равен

;

; ;

и .

Принятый в проекте угол , т.е. возможен незначительный отрыв от стенок водобойного колодца.

4. По формуле подсчитывают вторую (сопряженную) глубину гидравлического прыжка

_м.

Определяют по формуле Ф.И. Пикалова методом последовательного приближения

,

где м/с,

м,

м²/с,

h_к≈10 м – в первом приближении,

м/с.

5. Устанавливают требуемую глубину водобойного колодца.

Так как предназначением водобойного колодца является создание условий для сопряжения в виде надвинутого гидравлического прыжка, то должно быть выполнено условие:

или ,

где h_к – глубина воды в водобойном колодце.

Из таблицы 3.14 коэффициент запаса σ≈1,1. В этом случае h_к = 1,1*9,0=9,9 м.

Глубина водобойного колодца по формуле составит:

м,

где м;

м²/с.

Полученная величина d_к подсчитана для расширяющегося в плане водобойного колодца. Она меньше, чем принятая в исследованиях [2] d₀ = 2,8 м, установленная для условий призматического русла (d_к<d₀) повышает надежность водосбросного сооружения.

6. Длину водобойного колодца по исследованиям П.Ф. Кононенко [1, 2] и ряда других ученых принимают с учетом запаса на его длину, т.е.

.

В проверочном расчете расширяющегося в плане водобойного колодца длина прыжка l_пр = 38,1 м, фактическая l_к = 66,5 м, запас составит :

м.

В результате выполненных теоретических расчетов по установлению надежной работы водосбросного сооружения можно отметить следующее.

Запроектированные параметры водобойного колодца больше, чем теоретические, что позволяет сделать вывод о безопасной работе сооружения при уровне воды h_б = 7,7 м, принятой по прогнозной кривой Q = f(h_б) на 1977 г. При повышенном уровне воды в отводящем русле следует выполнить проверку сопряжения русла в новых условиях.

В таблице 2 приведены основные результаты исследований сопряжения бьефов водосбросного сооружения на плоской модели [5].

Лабораторные исследования

В задачу лабораторных исследований сопряжения бьефов входило:

- определение параметров гидравлического прыжка: сжатой глубины h_с , второй сопряженной , длины прыжка;

- определение минимальной глубины на рисберме (за водобойным колодцем);

- сравнение минимальных модельных глубин в перерасчете на натуру с глубинами в отводящем канале (русле) по кривой 1977 г. и прогнозируемыми Кубаньгипроводхозом на 1982 г.

На рисунке 6 приведены опытные кривые зависимости минимальных необходимых глубин, при которых прыжок еще не будет отогнанным, от пропускаемых расходов, а также от глубин воды в верхнем бьефе и отметке гребня водослива .

Таблица 2 – Таблица основных результатов исследований

Расход, , м^3/с	, м	Напор, Н, м	, м^2	, м/с	, м	, м	, м	, м	, м	, м	, м	, м	Сущест. , м
	37.00	13,50	220	1,70					8,28		66,0	2,72
	36.50	13,00	215	1,74					8,15		65,2	2,72
	36.00	12,50	210	1,79					8,05		64,7	2,72
	35.80	12,30	208	1,80					7,85		64,0	2,72

Примечания:

1. Фактическая глубина воды в НБ h_н равна по кривой связи 1967 г. 9,30 м, а по прогнозной кривой 1977 г. - 7,70 м.

2. Длина прыжка l_п определялась по формуле Н.Н. Павловского .

3. Длина запаса водобойного колодца м.

Анализ этих кривых на рисунке 6 показывает следующее.

1. Повышение отметки гребня водослива на 1 м приводит к некоторому улучшению сопряжения потока в нижнем бьефе в связи с уменьшением скорости потока на водосливе.

2. Кривая 1 глубин воды в нижнем бьефе гидроузла на 1977 г. не позволяла сделать каких-либо выводов, т.к. была ограничена расходом 700 м³/с.

3. Для водосбросного сооружения наихудшим вариантом из условия сопряжения потока в нижнем бьефе является случай при отметке гребня водослива =23.50 м и уровне воды в верхнем =37.00 м. Пересечение кривых 4-5 с кривой 2 (см. рисунок 6) свидетельствует о том, что при расходах до 840 м³/с опасности отгона прыжка не будет. Но с увеличением суммарного расхода (более 840 м³/с) глубины воды за сооружением явно недостаточно, чтобы обеспечить устойчивый гидравлический прыжок (аварийная ситуация).

h_б, , м

Q_сум, м³/с

Рисунок 6 – Графики зависимости минимально допустимой глубины воды в отводящем русле от пропускаемого расхода, отметки гребня водослива, уровня воды в водохранилище (истечение из-под щита): 1 – кривая зависимости уровней воды в НБ гидроузла от расходов по данным 1977 г.; 2 – то же по прогнозу на 1982 г.; 3 – кривая зависимостей уровней воды в НБ (опытная) при =37.00 м и =23.50 м; 4 – то же (опытная) при =37.00 м и =24.50 м; 5 – то же (опытная) при =35.80 м и =23.50 м; 6 – то же (опытная) при =35.80 м и =24.50 м

В результате обработки большого количества материалов лабораторных исследований был построен график зависимости необходимых минимальных глубин в нижнем бьефе за водобойным колодцем от величины напора в верхнем бьефе Н (отметок УВВБ = ) при истечении из-под щита и пропускаемых расходов, приведенный на рисунке 7. На этом графике: кривая 1 соответствует суммарному расходу Q_сум = 800 м³/с через 4 пролета; кривая 2 – то же при Q_сум = 1000 м³/с; кривая 3 – то же при Q_сум = 1250 м³/с и кривая 4 – то же при Q_сум = 1500 м³/с. Глубины воды на рисберме h_б правее каждой из этих кривых обеспечивают слегка подтопленный (надвинутый) гидравлический прыжок в водобойном колодце при соответствующих напорах H. Глубины h_б, лежащие на этих кривых, являются критическими. При этих глубинах прыжок будет свободным (совершенным). При глубинах левее этих кривых прыжок будет отогнанным (прыжок-волна), что является катастрофой для гидроузла. Кривая 5 на рисунке 7 делит работу прыжка на две зоны: зона «а» - прыжок может быть свободным, затопленным или отогнанным; зона «б» - где нельзя получить свободного прыжка при заданных размерах водобойного колодца (длине l_к = 66,50 м и глубине d₀ = 2,80 м); прыжок в этой зоне будет затопленным или подтопленным.

Следует подчеркнуть, что результаты по глубинам воды в нижнем бьефе, полученные для условий плоской задачи, должны быть откорректированы на пространственной. Вероятно, что в пространственных условиях фактические глубины будут еще меньше.

Сравнение прогнозной кривой Кубаньгипроводхоза уровней воды на 1982 г. (рисунок 6, кривая 2) и опытных кривых 3 – 6 показывает, что и прогнозный уровень воды за сооружением, и опытные глубины не гарантируют устойчивого гидравлического прыжка в водобойном колодце.

При дальнейшем понижении уровня воды за сооружением может возникнуть чрезвычайная (аварийная) ситуация: прыжок выскочит из водобойного колодца с огромными скоростями, что может привести к разливам за гидроузлом.

Рисунок 7 – Графики зависимости установления свободного (не отогнанного) прыжка в зависимости от напора на водосливе Н (при «истечении из-под щита»), расхода Q и глубины воды в нижнем бьефе h_б при длине колодца l_к=66,50 м и его глубине d₀=d_к=2,80 м

Для обеспечения безопасности эксплуатации сооружения (эффективного гашения энергии в водобойном колодце) необходимо обеспечить некоторое подтопление гидравлического прыжка путем возведения дополнительного подпорного устройства за водобойным колодцем. Необходимо отметить, что порог электрорыбозаградителя и его сопротивление потоку способствует некоторому повышению уровня воды перед этим электрорыбозаградителем.

Для создания безаварийной (надежной) работы водосбросного сооружения рассматривались два варианта создания подтопления гидравлического прыжка:

1 вариант – строительство специального подпорного (контрегулирующего) гидроузла в трех километрах ниже существующего водосброса;

2 вариант – наращивание (повышение) порога электрорыбозаградителя или устройство дополнительного порога за водобойным колодцем.

Первый вариант был отброшен, т.к. приведет к ухудшению миграции и по стоимости значительно превосходит второй.

В результате проведенных исследований были построены графики зависимости уровней воды в нижнем бьефе в створе Ж-Ж, находящемся на расстоянии 150 м от сжатого сечения в водобойном колодце, от пропускаемых расходов при существующей отметке гребня водосливного оголовка м. Эти графики приведены на рисунке 8. На этом рисунке:

1 – кривая зависимости уровней воды в нижнем бьефе гидроузла Краснодарского водохранилища от расходов по прогнозу на 1982 г.;

2 – опытная кривая зависимости минимально допустимых глубин h_б = h₁₀ от расходов при уровне воды в водохранилище на отметке м и отсутствии порога рыбозаградителя;

3 – то же при м и отсутствии порога электрорыбозаградителя ;

4 – то же при м и наличии порога электрорыбозградителя с существующей отметкой его гребня м;

5 – то же при м и пороге с м;

6 – то же при м и пороге с м;

7 – то же при м и пороге с м;

8 – то же при м и пороге с м;

9 – то же при м и пороге с м и дополнительном пороге за водобойным колодцем с отметкой его гребня м (см. рисунок 3.79).

Кривая 9 на рисунке 8 является весьма приближенной, так как в модельных условиях нельзя было получить меньшие глубины из условия достижения отогнанного прыжка. Видимо, минимально допустимые глубины h_{б min} = h₁₀ для схемы с двумя порогами будут близки к кривой 1 рисунка 8.

Рисунок 8 – Графики зависимости минимально допустимых глубин за гидроузлом от пропускаемых расходов и конструктивных решений нижнего бьефа

Из сравнения кривых 2 – 9 с кривой 1 рисунка 8 вытекает следующее:

● лучшим вариантом является наличие порога электрорыбозаградителя и дополнительного порога за водобойным колодцем. В этом случае можно говорить об удовлетворительном (безаварийном) сопряжении бьефов, по крайней мере, при пропуске расходов до 1400 м³/с, так как требуемые минимально допустимые глубины h_б = h₁₀ находятся ниже прогнозируемой кривой 1;

● затем следует вариант с порогом электрорыбозаградителя, поднятым на 0,5 м, т.е. до отметки м (без дополнительного порога). В этом случае безопасным можно считать расходы до 1200 м³/с;

● варианты с отметками порога электрорыбозаградителя: существующие м и м практически равноценны и гарантируют удовлетворительную работу водосбросного сооружения только при пропуске через него расходов до 950 м³/с;

● вариант без порога электрорыбозаградителя гарантирует безопасную работу сооружения только при расходах до 800 м³/с. Этот вариант в реальных условиях не имеет места, т.к. имеется порог с м.

Выводы и рекомендации

1. Опыт эксплуатации Краснодарского водохранилища в течение первых шести лет подтвердил правильность технических решений по гидротехническим сооружениям, в том числе водосброса водохранилища. Однако, впоследствии, с резким понижением уровня воды за гидроузлом в р. Кубань возникла опасность нарушения проектных условий, подтопления гидравлического прыжка при расходах до 1500 м³/с.

2. Сброс расходов 1400 и 1500 м³/с не обеспечивается допустимыми условиями сопряжения бьефов при отметке уровня воды в верхнем бьефе 35.50 м.

3. С целью повышения надежности работы водосброса, обеспечения подтопления гидравлического прыжка рекомендуется повышение отметки гребня порога рыбозаградителя или устройство дополнительного гасителя энергии – порога за водобойным колодцем при существующем пороге электрорыбозаградителя.

4. Из всех исследованных вариантов гасительных устройств наиболее эффективным является вариант с существующей отметкой гребня порога электрорыбозаградителя, равной 15.00 м, в сочетании с устройством дополнительного порога за водобойным колодцем с отметкой его гребня 16.00 м. В этом случае можно говорить об удовлетворительном (безаварийном) сопряжении бьефов, по крайней мере, при пропуске расходов до 1400 м³/с, так как требуемые минимально допустимые глубины за сооружением h_б = h₁₀ находятся ниже прогнозируемой кривой 1 (см. рисунок 8). Пропуск сбросного расхода 1400 м³/с и более потребует дополнительных конструктивных мер.

5. Менее эффективными является вариант с порогом электрорыбозаградителя, поднятым на 0,5 м, то есть до отметки 15.50 м (без дополнительного порога). В этом случае безопасными можно считать расходы до 1200 м³/с.

Литература:

1. Волосухин, В.А. Научное обоснование повышения надежности водосбросных сооружений [Текст]: Монография / В.А. Волосухин, Е.Н. Белоконев; Новочерк. гос. мелиор. акад. – Новочеркасск, 2008. – 193 с.

2. Экспериментальные исследования дополнительного водосброса на головном сооружении Усть-Джегутинского гидроузла: отчет о НИР. Новочерк. гос. мелиор. акад.; рук. Темы Волосухин В.А., Белоконев Е.Н..; Новочерк. гос. мелиор. акад. – Новочеркасск, 2006 – 133 с.

3. Реконструкция головного сооружения Невинномысского канала. Аварийно-восстановительные работы по ликвидации последствий паводка на реке Кубань по земляной плотине и струенаправляющей дамбе Невинномысского канала: отчет о НИР / рук. Волосухин В.А., Белоконев Е.Н.; Новочерк. гос. мелиор. акад. – Новочеркасск, 2003. – 120 с.

4. Бондаренко В.Л. К вопросу обеспечения гидравлической безопасности водосбросных и водопропускных сооружений / В.Л. Бондаренко, Е.Н. Белоконев // Изв. вузов. Сев-Кавк. регион. Техн. науки, 2004. - № 1. С. 86 – 91.

5. Гидравлические исследования водосбросного сооружения Краснодарского водохранилища (Части I и II): отчет о НИР: тема 460 / Новочерк. инж.-мелиор. ин-т; рук. П.Ф. Кононенко, отв. исп. Е.Н. Белоконев. – Новочеркасск, 1978.

6. Лабораторные исследования водосливного оголовка и водобойного колодца водосбросного сооружения Краснодарского водохранилища: отчет о НИР (заключ.) / Новочерк. инж.-мелиор. ин-т.; рук. П.Ф. Кононенко, отв. исп. Е.Н. Белоконев. – Новочеркасск, 1978.

7. Лабораторные исследования влияния размеров порога электрорыбозаградителя на сопряжение бьефов водосбросного сооружения Краснодарского водохранилища: отчет о НИР. Тема 460 / Новочерк. инж.-мелиор. инст.; рук. П.Ф. Кононенко, отв. исп. Е.Н. Белоконев. – Новочеркасск, 1979. – 43 с.

8. Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П.Г. Кисилева. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1972. – 312 с.

9. 24. Васильев, О.Ф.: Доклады АН СССР / О.Ф. Васильев, 1956. – Т. 106, № 5.

10. Железняков, Т.В. Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика / Г.В. Железняков [и др.]; под ред. В.П. Недриги. – М.: Стройиздат, 1983. – 544 с.

11. Чертоусов, М.Д. Гидравлика. Специальный курс: учебник / М.Д. Чертоусов. – Изд. 4-е, исправ. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. – 630 с.

12. Ларьков, В.М. Формы пространственного сопряжения бьефов и режимы движения потока за донными трубчатыми водосбросами / В.М. Ларьков // Водное хозяйство и гидротехническое строительство. – Минск: высшая школа, 1978. – Вып. 8. – С. 92 – 101.

13. Ларьков, В.М. Водосливная плотина на нескальных основаниях / В.М. Ларьков. – Горки: БСХА, 1985. – 96 с.

14. Ларьков, В.М. Водопропускные сооружения низконапорных гидроузлов (с глухими плотинами): учеб. пособие / В.М. Ларьков. – Мн.: Ураджай, 1990. – 351 с.