double arrow

Кривая пропускной способности лабиринтного водосброса


Для обеспечения безопасной эксплуатации Майнской ГЭС требуется дополнительный водосброс, компенсирующий QГЭС=2000 м3/с. Наиболее приемлемое место его расположения – правобережная грунтовая плотина.

В проектк принята оптимальная, учитывающая конструкцию грунтовой плотины и местоположение водосброса, длина водосбросного фронта L=240 м.

Расчет водосброса был выполнен на кафедре строительной механики и теории упругости Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета

Конструкция водосброса состоит из трех основных элементов:

– лабиринтный водосброс

– ступенчатое крепление низового откоса

– трамплин

Все элементы выполняются из СУБ.

Данная конструкция не требует массивных грунтовых перемычек для создания строительного котлована.

Для увеличения пропускной способности водосброса оголовки выполняются вакуумного профиля. Для удобства исполнения оголовки выполняются из сборных элементов прямоугольного и криволинейного очертания. Всего два вида типовых сборных железобетонных элемента упрощают процесс возведения водосброса.

Рис.19 Сборный жележобетонный элемент криволинейного очертания




Рис.20 Сборный железобетонной элемент прямоугольного очертания

Монтаж сборных элементов осуществляется на муфтовых соединениях. Омоноличивание конструкции происходит через отверстия, предусмотренные в сборных элементах.

Рис.21 Схема монтажа сборных железобетонных элементов водосброса

Объемы работ:

Выемка грунта 64,1 тыс. м3
Объем бетона (СУБ) 48,4 тыс. м3
Буронабивные сваи 1,25 тыс. м3 (88шт.)

Объемы работ позволяют возвести водосброс за один сезон.

Нормальной эксплуатации водосброса будет мешать опора ВЛ, установленная в русле р. Енисей (см. рис. 22). Ее предлагается перемонтировать на насыпь, за правобережными стенками водобойного колодца, образованную из грунта, разбираемого на плотине (см. рис. 14).

Рис.22 Опора ВЛ, установленная в русле р. Енисей, мешающая эксплуатации водосброса

 

Для нормальной проектной работы Майнской ГЭС необходимо вернуть ей проектные параметры. При этом необходимо построить кривую свободной поверхности Майнского водохранилища (см. рис. 8). Водохранилище надо рассматривать как естественный водоток, при пропуске больших паводков в котором достигается критическая глубина и кривая спада периходит в кривую подпора. Это явление требует в первую очередь расчистки русла Енисея, а после этого решения вопроса о креплении или переносе Черемушек.

 

 



Заключение

Лабиринтный водосброс - оптимальное решение, приемлемое по техно­логическим и экологическим требованиям.

Использование лабиринтного водосброса может быть также рассмотрено как дополнительное природоохранное мероприятие по улучшению состояния качества воды и повышению биологической продуктивности водохранилищ (с учетом рыбохозяйственной мелиорации):



– Конструкция лабиринтного водосброса обеспечивает самую эффективную естественную аэрацию воды по сравнению с линейным водосбросом и водосбросом практического профиля.

– Зигзагообразная линия верхней кромки оголовка значительно увеличивает пропускную способность водосброса, по сравнению с водосливом в виде прямой стенки, за счет более активного вовлечения воды, что позволяет исключить заболачивание берегов водного объекта.

Соударение встречных струй воды в потоке, возникающее за счет конструкции водосброса, приводит к следующим явлениям в нижнем бъефе:

– частичному гашению энергии, что уменьшает размыв дна и сработку берегов водного объекта;

– сохранению природных экосистем водного объекта;

– уменьшению мутности воды;

– создает благоприятные условия для нерестилищ.

Использование лабиринтных водосбросов не предусматривает установку затворов, что позволяет снизить антропогенную нагрузку на природную среду за счет:

– отсутствия загрязнения водотока рабочими маслами, используемые при эксплуатации затворов;

– уменьшения теплового загрязнения.

Лабиринтный водосброс имеет как экологические так и технико-экономические преимущества:

– Пузырьки воздуха находящиеся в воде меняют физические свойства воды, воздух «амортизирует» удары, возникающие при захлопывании пузырьков. Аэрированный высокоскоростной поток не вызывает разрушений бетона даже на сравнительно грубой поверхности. Аэрация потока является эффективным средством предотвращения кавитационной эрозии.



– Частичное гашение энергии воды, происходящее при перетекании воды через гребень, уменьшает размыв дна и сработку берегов водного объекта в нижнем бъефе.

– Отсутствие автоматических затворов позволяет сократить затраты при строительстве объекта и затраты на обслуживание при эксплуатации.

– При использовании лабиринтного водосброса из-за отсутствия затворов нет необходимости использовать дополнительные средства обогрева для нормального их функционирования в зимнее время, что не только снижает антропогенную нагрузку на водоем, но капитальные затраты при строительстве.

– В зимний период работа лабиринтного водосброса также эффективна, как и в летнее время.

Применение лабиринтного водосброса способствует поддержанию стабильного температурного режима воды и микроклимата в нижнем бьефе, что положительно влияет на концентрацию кислорода в воде и не меняет условий существования гидробионтов, практически на прежнем уровне сохраняется существующий обмен энергией, веществами и организма­ми.

Надежность и работоспособность конструкции лабиринтных водосливных плотин в суровых зимних условиях России была подтверждена результатами 8-летнего мониторинга водосливной плотины гидроузла Хоробровской ГЭС на р. Нерль Волжская. В итоге автоматические лабиринтные водосливы были рекомендованы к использованию для повышения безопасности гидротехнических сооружений, не имеющих требуемой надежности в случае перелива через их гребень потока воды.

В условиях России лабиринтные водосливы могут найти применение как на малых, так и на крупных ГЭС. Этими водосливами могут оснащаться как новые, так и реконструируемые гидроузлы; в том числе, могут применяться с целью увеличения полезного объема водохранилища без достройки плотины в случае значительного заиления водохранилища. В первую очередь, лабиринтный водослив может быть применен для повышения пропускной способности водосливных плотин в целях удовлетворения современных требований пропуска повышенных расчетных максимальных паводковых расходов; для повышения действующего напора на турбины ГЭС за счет оперативного регулирования уровня воды в верхнем бьефе; для повышения надежности обеспечения пропуска паводка за счет автоматического срабатывания, то есть отсутствия необходимости электропитания приводных механизмов.

 







Сейчас читают про: