Классификация водосливов

1. По типу порога водослива:

а) водосливы с тонкой стенкой. Струя не прилипает к оголовку.

bc

S £ (0,1 … 0,5).H.

в) водосливы с широким порогом

- с острой передней кромкой

2H £ S £ 10H;

- с закругленной передней кромкой

2,5H £ S £ 15H

г) водослив практического профиля.

Если струя прижимается к сливной грани водослива (давление во всех точках больше атмосферного) – водослив безвакуумного профиля.

2. По типу сопряжения струи с потоком в нижнем бьефе:

а) незатопленные (неподтопленные) водосливы, уровень воды в нижнем бьефе не влияет на расход воды через водослив (рис. 1 – 1);

б) затопленные (подтопленные) водосливы; h_п = H – z – высота подтопления (глубина подтопления) водослива (у незатопленных водосливов H £ z, h_п = 0);

3. В зависимости от соотношения ширины отверстия водослива b и ширины потока B:

а) водосливы без бокового сжатия - b = B ;

б) водосливы с боковым сжатием – b < B; b_c – ширина струи в сжатом сечении.

4. По геометрической форме водосливного отверстия (рис. 1 – 3):

а) прямоугольные;

б) треугольные;

в) трапецеидальные;

г) круговые;

д) параболические и т.д.

Расход через прямоугольный неподтопленный водослив с тонкой стенкой определяется по формуле:

м³/с.

Скорость подхода учтена в коэффициенте расхода водослива m₀, поэтому в формуле стоит не H₀, а статический напор H.

Прямоугольный неподтопленный водослив с тонкой стенкой без бокового сжатия называется нормальным. Для нормального водослива m₀ определяется по эмпирическим формулам:

или (при P_в³H и H ³ 0,1 м)

.

Для водослива с боковым сжатием m_o определяется по формуле:

.

Расход воды через неподтопленный прямоугольный водослив с широким порогом (без бокового сжатия) определяется по формуле

.

В первом приближении коэффициент расхода m можно принимать равным

а) – 0,32 для водослива с острым входным ребром;

б) – 0,35 для водослива с закругленным входным ребром.

При неподтопленном водосливе с широким порогом на пороге устанавливается глубина h, равная критической глубине

,

где коэффициент k равен 0,453 для порога а) и 0,498 для порога б), т.е. поток на пороге критический.

Водослив с широким порогом будет подтопленным при выполнении условия

,

где n = 0,85…0,75 (в среднем n = 0,80).

Если это условие не выполняется, то при h_н.б. > (P_н.б.+ h_к) на пороге водослива возникает гидравлический прыжок.

Расход в случае подтопленного водослива (также без бокового сжатия) определяется по формуле

Значения коэффициента затопления s_з приведены в справочных материалах (таблица П2.4 приложения 2).

Под брешью понимают сквозной пролом в плотине при ее частичном разрушении.

Бреши в плотинах могут быть весьма разнообразными по форме и размерам и изменяться во времени. С гидравлической точки зрения брешь представляет собой водослив сложной пространственной формы. Поэтому расход воды через брешь может быть определен лишь очень приближенно.

В основу формулы для расхода воды через брешь положена формула для расхода через прямоугольный водослив. В этой формуле коэффициент m и множитель заменяются одним коэффици-ентом m. Кроме того, коэффициентом m учитывается форма бреши. Т.о. расход через брешь

м³/с.

Здесь: b – ширина отверстия водослива по урезу воды;

H – напор (и b и H – в м).

Коэффициент m принимается равным:

- для брешей прямоугольной формы - 0,9…1,3;

- для брешей параболической формы - 0,5…0,8.