РАССЕИВАЮЩИХ ТРАМПЛИНОВ

Управление бурным потоком заключается в воздействии на него конструкцией с определенной целью, например, принудительного поворота либо принудительного расширения (сужения) на быстротоках и сопрягающих участках, либо расширения с отбросом от сооружения на далекое расстояние в виде свободно падающей расширяющейся струи, либо обеспечения заранее планируемых различных сочетаний указанных видов деформации бурного потока.

Предполагается, что на участке взаимодействия потока с управляющим руслом величина управляющего воздействия определяется гидравлическими характеристиками потока и геометрией русла. Конструкции для управления бурными потоками обтекаются безотрывно.

Различают два основных метода воздействия на бурный поток: 1) с помощью боковых стенок и 2) дном криволинейной формы. Конструкции при этом рассчитываются с учетом специфических свойств бурных потоков: особенности распространения поверхностных возмущений и способности их следовать за достаточно плавными продольными очертаниями дна поддерживающего русла.

Задача управления бурным потоком преследует цель: разработать такие рациональные геометрические формы искусственных русел, которые обеспечили бы движение бурного потока с наперед заданными его характеристиками (кинематическими, геометрическими и т.п.). Очевидно, последние должны назначаться проектировщиком из условий обеспечения надежной работы как самой конструкции, управляющей движением бурного потока, так и последующих участков русла.

Можно заключить, что под управлением бурным потоком понимается целенаправленное воздействие на него участком русла соответствующей геометрической формы для получения заданных параметров течения в концевом сечении участка при известных параметрах в его начале. Требования к поведению потока в пределах управляющего участка русла чаще всего заключаются в наложении некоторых ограничений на форму свободной поверхности потока: обеспечение движения потока по участку русла при заданном плане поверхностных линий тока (при заданном плане течения), отсутствие существенных волнообразований и т.п.

Управляющее воздействие на поток может оказываться руслом различным путем:

1) боковыми стенками (при плоском дне);

2) дном криволинейного очертания при боковых стенках, не играющих в процессе управления потоком активной роли.

По цели управляющего воздействия на бурный поток конструкции подразделяются на следующие виды:

1) виражи;

2) рассеивающие трамплины;

3) трамплины-виражи;

4) переходные участки.

Виражи предназначены для поворота потока на заданный угол в плане и переводе его в отводящее русло (либо концевое устройство) с желаемыми параметрами течения. Виражи могут иметь постоянную и переменную ширину в плане.

Рассеивающие трамплины служат для отброса потока на большое расстояние от сооружения с одновременной его деформацией, в наибольшей степени способствующей использованию местных условий для гашения избыточной энергии потока с возможно меньшими вредными последствиями для русла и берегов в нижнем бьефе (рис. 4.1).

 

 

 

Рис. 4.1. Схема рассеивающего трамплина

 

Трамплины-виражи – конструкции для расширения потока и отброса его в сторону от оси быстротока.

Переходные участки соединяют две части быстротока с различными параметрами (шириной, уклонами, формой сечения и т.п.).

Метод решения задач по управлению бурными потоками базируется на положениях, излагаемых ниже.