Произведен расчет сопряжения бьефов водосливной плотиной с водосливом практического профиля в пространственных условиях в прикладной программной среде MathCAD. На основании кривой связи расходов в нижнем бьефе гидроузла с уровнями воды на ближайшем водомерном посту построена сплайн-интерполяция зависимости уровня от расхода. Рассчитаны параметры свободного растекания потока в отводящем русле за водосливной плотиной. Установлены значения коэффициента сжатия струи и рассчитаны первая сопряженная глубина и глубина в сжатом сечении. Найдены предельная бытовая глубина, обеспечивающая свободное растекание, и глубина, при которой появляется совершенный прыжок в конце листовидной области растекания. В результате вычислены скорости потока в отводящем русле и длина переходной области. На основе вычисления оптимального значения второй сопряженной глубины установлена длина водобоя без гасителя. В условиях беспрыжкового сопряжения за водобойной стенкой определена ее высота, а также вычислена длина водобоя.
Calculation of the conjugation of the spillway dam races with the round-crested weir in the spatial conditions is performed in MathCAD. Based on the curve of correlation of discharges in the hydrosystem tailrace and the water levels at the nearest gauge, a spline interpolation of level-discharge dependence is built. Parameters of the free flow spreading in the discharge channel behind the spillway dam are calculated. Values of the jet contraction coefficient are established; and the first conjugated depth and the depth in the contracted section are calculated. The limiting natural depth, ensuring the free spreading, and the depth, in which a perfect jump appears in the end of the leaflike area of spreading, are found. As a result, the flow velocity in the discharge channel and the length of the transition area are calculated. Based on the calculation of the optimal value of the second conjugated depth, the length of the apron without dashpot is established. In terms of jumpless conjugation behind the deflector sill, its height is defined, and the apron length is calculated.
1. Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика / Г.В. Железняков, Ю.А. Ибад-заде, П.Л. Иванов; под общ. ред. В.П. Недриги. – М.: Стройиздат, 1983. – 543 с.
2. Гунько Ф.Г. Материалы по гидравлическим расчетам нижних бьефов водосливных бетонных и железобетонных плотин, возводимых на скальных основаниях. – М.: Энергия, 1966. – 110 с.
3. Кузнецов С.К. Теория и гидравлические расчеты нижнего бьефа. – Львов: Вища школа, 1983. – 176 с.
4. Кузнецова Ю.А. Средства инженерно-экологической защиты нижних бьефов гидроузлов: монография. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2014. – 260 с.
5. Поздеева Ю.А. Разработка средств инженерно-экологической защиты сооружений нижнего бьефа Чебоксарского гидроузла. – Йошкар-Ола: Марийск. гос. техн. ун-т., 2005. – 58 с. Деп. В ВИНИТИ 14.09.05, № 1223-В2005.