География и геология/ 3. Гидрология и водные ресурсы

Магистрантка Койшибаева Г.Д., к.т.н. Джолдасов С.К.

Таразский Государственный университет им. М.Х.Дулати, Казахстан

Перепад-гаситель

Сооружения устроенные для гашения избыточной энергии водного потока на водосбросных трактах гидроузла водохозяйственных систем имеют некоторые недостатки. Например, известны одно- или многоступенчатые перепады [1], состоящие из входных и выходных сопрягающих участков и из одной или нескольких ступеней падения с водобойным колодцем на каждой ступени, гашение избыточной энергии в таких сооружениях происходит затоплением гидравлического прыжка на водобойном колодце каждой из ступеней.

Недостатками этих сооружений является громоздкость, очень большая материалоемкость, малая эффективность гашения энергии, вследствие этого непомерная общая длина всего сооружения и их сопрягающих участков с подводящим и отводящим каналами.

На гидротехнической практике используются и такие гасители энергии, как гребенчатые перепады [2], которые на входе каждой ступени имеет гребенки в виде малых трапеций, при обтекании которых поток расщепляется на несколько мелких струй, за счет чего часть энергии потока затрачивается на обтекание, расщепление и перемешивание струй. Недостатком данной конструкции является увеличение ширины лотка и глубины воды на верхней ступени на среднюю высоту гребенки, а также увеличения высоты падения, при котором незначительное улучшение гидравлического режима приводит к увеличению необходимого объема бетонных работ, а значит, и стоимости сооружения.

Нами была поставлена задача – снизить материалоемкость и улучшить гидравлический режим работы перепада, при котором достигается и уменьшение стоимости всего сооружения.

Поставленная задача решается за счет того, что гаситель, состоящей из входного и выходного сопрягающих участков и ступени падения, на котором расположены гребенки в виде малых трапеций, в отличие от стандартных, выполняется в виде плавучего устройства [3], состоящего из продольных труб-гасителей, приваренных к поперечному валу – трубе большого диаметра, концы которых наглухо закрыты крышкой, чтобы обеспечить плавучесть всего устройства, при этом конструкция устройства свободно устанавливается в боковые вертикальные пазы для придания свободы движения вверх и вниз, на торцы поперечнего вала-трубы насажены колеса с подшипниками, с натянутыми на них резиновыми ободками.

Выполнение гасителя (рис.1) в виде плавучего устройства позволяет устранить его влияние на пропускную способность верхнего водослива путем установки его на боковых пазах в нижней ступени, при переливе воды

Рисунок 1 – Перепад-гаситель

через водослив в нижнюю ступень, благодаря своей плавучести всегда находится на ее поверхности и поэтому вода в первую очередь попадает на продольные трубы, и обтекая их, расщепляясь в пути, перемешивается с нижними слоями воды в ступени, теряя значительную часть своей кинетической энергии, вследствие этого нет необходимости проектирования водобойного колодца. На рис.1 на фиг.1 изображен – разрез 1-1, на фиг.2 план плавучео устройства, на фиг.3 – разрез 2-2 на фиг.2.

Гаситель состоит из подводящего 1 и отводящего 3 лотков, вертикальной ступени 2, продольных труб-гасителей 6, приваренных к поперечному валу 5, с насаженными на его боковые торцы колесиками-подшипниками 7, которые свободно передвигаются вверх и вниз на боковых пазах 4.

Вода, передвигаясь по лотку 1 через верх ступени 2, падает вниз на поверхность труб-гасителей 6 и , обтекая их по периметру, расщепляется на отдельные струи и сразу перемешивается с водой нижней ступени, благодаря этому значительная часть кинетической энергии гасится в переделах плавучего устройства и далее двигается спокойный поток, поэтому нет необходимости устройства водобойного колодца, при этом двигаясь по пазам 4 плавучего устройства, следуя за уровнем воды, всегда находится на ее поверхности.

Литература:

1. Замарин Е.А., Фандеев В.В. Гидротехнические сооружения. М.: Изд. с/х литературы, 1954, с.122-137.

2. Румянцев Ю.С., Мацея В.Ф. Гидротехнические сооружения. М.: Агропромиздат, 1988, с. 100-103.

3. Койбаков С.М., Джолдасов С.К., Утегалиев Т.Т. Предпатент РК №12441 от 17.12.2002, бюл.№12.