автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Совершенствование методов расчетного обоснования и проектирования русловых шахтных водосбросов полигонального очертания в плане

На правах рукописи

СОКОЛОВА Светлана Анатольевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ РУСЛОВЫХ ШАХТНЫХ ВОДОСБРОСОВ ПОЛИГОНАЛЬНОГО ОЧЕРТАНИЯ В ПЛАНЕ

Специальность 05.23.16 — Гидравлика и инженерная гидрология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 2006

Работа выполнена в Московском государственном университете природообустройства на кафедре «Комплексное использование водных ресурсов»

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор

ГУРЬЕВ Алим Петрович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор,

■ заслуженный работник высшей школы РФ КАВЕШНИКОВ Николай Трофимович

Ведущая организация - ЗАО ИНПЦ «СОЮЗВОДПРОЕКТ»

Защита состоится 30 октября 2006 г. в 16— ч. на заседании диссертационного совета Д 220.045.02 в Московском государственном университете, природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, д. 19, аудитория 201.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного университета природообустройства.

Автореферат разослан « 29 » сентября 2006 г.

кандидат технических наук, доцент ГЛАЗОВ Александр Иванович

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент, кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Шахтные водосбросы имеют широкое распространение в практике гидротехнического строительства благодаря таким достоинствам как компактность конструкции, высокая пропускная способность, автоматичность работы. Шахтные водосбросы устраивают в скальных грунтах и сравнительно узких ущельях. Определяющими факторами при выборе данного водосбросного сооружения являются: формирование паводков ливневого типа - внезапность и большая скорость наступления максимального расхода.

Береговые шахтные водосбросы с боковым подводом воды требуют больших объемов скальной выработки и установки специальных противоводоворотных устройств, предупреждающих закрутку потока на входе в шахтный водосброс для обеспечения благоприятных условий подхода воды к водоприемной воронке. В тоже время, несмотря на возможность уменьшения высоты ствола шахты при расположении ее в скальной выработке, высокая стоимость горных работ снижает конкурентную способность такой конструкции шахтного водосброса с другими типами шахтных водосбросов. По этой причине большое распространение получила конструкция шахтного водосброса башенного типа, расположенная в акватории водохранилища, с использованием в качестве отводящего водовода железобетонную трубу, расположенную в основании плотины. Русловой шахтный водосброс не требует специальных мероприятий для подвода воды к водоприемной воронке, что упрощает ее конструкцию.

Существующие конструкции шахтных водосбросов принято очерчивать по форме нижней поверхности кольцевой струи, стекающей с круглоцилиндрического водослива с острой кромкой.

Однако, такая форма сливной поверхности невыполнима по условиям производства работ, в связи, с чем она заменяется системой состыкованных между собой конических колец, имеющих ребра, расположенные поперек направлению течения воды. Эти ребра служат источником развития кавитации и кавитационной эрозии сливной поверхности, что требует усложнения конструкции шахты и удорожания ее стоимости.

Особенность проектирования водоприемной воронки шахтного водосброса состоит в том, что очертание ее сливной поверхности принимается таким, что в нижнем сечении происходит смыкание струи, которая дальше движется по стволу шахты с увеличивающейся скоростью и уменьшением поперечного сечения. Определение точных размеров поперечных сечений ствола шахты, а тем более изготовление приводит к появлению вакуума, создающего условия для разрыва сплошности струи, следствием чего является появление интенсивной кавитации и выбросов воздушных масс из ствола шахты.

Существующие способы борьбы с кавитацией сводятся к увеличению поперечного сечения ствола шахты ниже выходного сечения водоприемной воронки и подачей в зону отрыва воздуха.

В процессе развития теории и практики строительства шахтных водосбросов появилось несколько способов расчета очертаний сливной поверхности шахты, которые, тем не менее, основываются на повторении сливной поверхностью очертаний нижней поверхности кольцевой струи и попытках получения безвакуммног о профиля сливной поверхности водоприемного оголовка.

Однако, как показывает практика эксплуатации построенных и модельные исследования проектируемых шахтных водосбросов, избежать появления вакуума на оголовке водоприемной воронке не удается.

Учитывая неизбежность появления вакуума на оголовке водоприемной воронке и на сливной поверхности ствола шахты круглого поперечного сечения на кафедре КИВР МГУП была разработана конструкция шахтного водосброса, с полигональной формой поперечных сечений и круглоцилиндрическим сечением оголовка водоприемной воронки. Такая конструкция шахтного водосброса обеспечивает технологичность его строительства и возможность исполнения сливной поверхности шахты в виде единой поверхности, не имеющей перегибов и обеспечивающей безударное сопряжение с поверхностями сопрягающего колена.

Ввиду отсутствия в практике гидротехнического строительства подобных конструкций шахтного водосброса представилось целесообразным выполнить модельные гидравлические исследования для выявления гидравлических характеристик разработанной конструкции, оценки ее достоинств и недостатков.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы заключа- •' ется в экспериментальном исследовании шахтного водосброса с водоприемным оголовком полигонального очертания в плане, и на основе накопленного опыта в гидравлике шахтных водосбросов и теоретических разработок автора, создание методики расчетного обоснования и проектирования шахтных водосбросов новой конструкции.

Достижение поставленной цели было связано с решением следующих задач:

- разработать методику расчета конструкции шахтного водосброса полигонального очертания в плане;

- выполнить теоретическое обоснование методики гидравлических расчетов шахтных водосбросов полигонального очертания в плане;

- осуществить теоретическое обоснование возможности использования оголовка водоприемной воронки с вакуумным профилем;

- провести экспериментальное изучение пропускной способности шахтного водосброса полигонального очертания в плане и получить расчетные зависимости;

- установить вид зависимостей величины вакуума на оголовке водоприемной воронки от напора;

- определить зависимости распределения давлений в потоке на сливной поверхности шахты;

- разработать рекомендации по обоснованию пропускной способности водосбросного сооружения при проектировании и строительстве гидроузла на основании результатов расчетно-теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна работы. Основными элементами научной новизны являются:

- разработка новой конструкции гребня водоприемной воронки, выполненной в плане в виде правильного многоугольника, обеспечивающей упрощение производства бетонных и арматурных работ за счет использования опалубки одномерной кривизны;

- разработка новой методики расчета очертаний поверхности опалубки для изготовления наружных и внутренних поверхностей шахты с целью улучшения гидравлических условий работы водосбросного тракта;

- выполнение, на основе анализа проведенных автором модельных экспериментальных исследований, теоретического обоснования расчета гидравлических параметров проектируемых шахтных водосбросов полигонального очертания в плане (пропускная способность, давление на сливной поверхности шахты) с учетом результатов экспериментальных исследований.

Достоверность полученных результатов. Экспериментальные исследования, результаты которых приведены в диссертации, выполнены с использованием протарированных приборов, средств измерений и по современным методикам обработки. Правомерность разработанных рекомендаций обоснована значительным объемом модельных исследований, а также сопоставлением результатов теоретических исследований с результатами, полученными при проведении модельных гидравлических исследований.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанная конструкция шахтного водосброса с полигональным очертанием поперечных сечений обеспечивает упрощение производства работ и повышение надежности работы сооружения за счет предотвращения образования вакуума на сливной поверхности, а результаты исследований и предложенные методы расчета, как пропускной способности, так и ряда гидравлических параметров шахтного водосброса полигонального очертания в плане позволяют обосновать и повысить надежность и эффективность разработанной конструкции, как в период строительства, так и в период эксплуатации.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации использованы при проектировании ряда шахтных водосбросов на гидроузлах, проектируемых для САР и АНДР, докладывались на научно-технических конференциях в Московском государственном университете природообустройства в 2003-2005 г.г., на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2004 (Москва, ВВЦ, 7-10 июля 2004 г.), на заседаниях кафедры КИВР МГУП, а также изложены в ряде публикаций.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы, насчитывающего 123 наименования. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, иллюстрирована 70 рисунками, содержит 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований, изложена научная новизна и практическая ценность работы, приведены сведения о структуре и объеме диссертационной работы.

В первой главе диссертации приводится аналитический обзор существующих шахтных водосбросов, оценены их параметры и рассмотрены основные элементы конструкции и методы их расчетного обоснования.

В работе представлены наиболее известные решения шахтных водосбросов как зарубежных, так и отечественных гидроузлов, классифицируемых в зависимости от месторасположения водослива: шахтно-береговой, шахтно-башенный и башенный (русловой). По данным обзора установлено, .. что водосливы шахтных водосбросов ..выполняются преимущественно в форме круговой в плане воронки или сектора и большинство из них снабжено противоводоворотными конструкциями.

Дается обзор и анализ существующих методик расчета параметров шахтного водосброса: водоприемного оголовка, ствола шахты и сопрягающего колена, как самостоятельных частей, определяющих расход водосброса. Рассмотрены работы таких авторов как А.Н. Ахутин, А.И. Севко, В.Е. Вагнер, В.Г. Скряга, Н.И. Романько, П.П. Мойс, С.П. Соколовский, С.М. Слисский, Н.Т. Кавешников, С.П. Лаврентьев и др., теоретические и экспериментальные исследования которых, в основном, направлены на изучение: конструкции водосливной воронки (ее очертание в плане и профиль) и пропускной способности оголовка, которая характеризуется коэффициентом расхода и напором на гребне.

Приведенный анализ построенных и запроектированных шахтных водосбросов позволил установить, что их водоприемные оголовки могут быть по конструктивному выполнению отнесены к оголовкам практического профиля (безвакуумные и вакуумные) и с широким порогом (водосливы с

плоским порогом). Первые используются в основном в шахтах шахтно-башенного и башенного типа, а последние в шахтах берегового типа. Настоящая диссертация посвящена исследованию работы шахтных водосбросов шахтно-башенного и башенного типа.

Для расчета параметров водоприемной воронки используются три способа: по методу «центральной струйки»; по форме очертания нижней поверхности струи; по форме эллиптической кривой.

Из сопоставления профилей сливной поверхности водоприёмной воронки видно, что их очертание существенно зависит от способа построения. Наиболее крутое очертание оголовок воронки имеет при построении по траектории свободно падающего тела Ахутина А.Н.. Профили, построенные по координатам Скряги В.Г. и Романько Н.И. довольно сильно разнятся между собой, хотя получены одним методом, то есть путём измерения параметров струи на модели. Вместе с тем в пределах оголовка воронки эти профили были более пологими, чем профиль Ахутина А.Н., при соответствующем увеличении крутизны в нижней части. Наиболее пологое очертание имеет оголовок эллиптического профиля воронки, предложенной Мойсом П.П. Это уположение было заложено изначально как мера понижения вакуума на оголовке воронки.

В приведенных расчётах все перечисленные авторы, кроме Мойса П.П, дают профиль всей водоприёмной воронки без разделения на оголовок и переходной участки. Имеется так же предложение по выполнению сливной поверхности водоприёмной воронки полностью круглоцилиндрического очертания, однако применения на практике оно не получило.

Следует отметить, что в справочной литературе по гидротехническим сооружениям и гидравлическим расчётам нет должного анализа достоинств и недостатков предлагаемых способов расчёта, отсутствуют рекомендации по их выбору и применению; в основном, констатируется их наличие. При этом в зависимости от предпочтений авторов справочной литературы делается акцент на какой-то один способ.

В существующей многочисленной литературе, посвященной изучению работы шахтных водосбросов, вопросу распределения давления потока на внутреннюю поверхность шахты уделено значительно меньше внимания, чем изучению пропускной способности и очертанию водоприемного оголовка.

Методика расчета размеров поперечного сечения ствола шахты ниже сечения смыкания струй выполнена Соколовским C.B. В основу его теории положено уравнение неразрывности для струи вытекающей из отверстия в атмосферу при наличии на её поверхности трения эквивалентного трению потока о сливную поверхность ствола шахты. В результате численного интегрирования им получены таблицы, по которым определяются расстояния между сечениями заданного диаметра при Известном расходе. Однако, ввиду, сложности конфигурации проточной части и невозможности её выполнения

на практике, этот метод построения ствола шахты не получил распространения в практике производства.

Наиболее слабо изученным вопросом при расчетах шахтного водосброса является определение параметров колена, сопрягающего ствол шахты с отводящим водоводом. Результатом этой недостаточной изученности является большое количество технических решений.

Гидравлические расчеты колен в напорном режиме подробно рассмотрены Слисским С.М. для колен прямоугольного сечения и Мойсом П.П. для колен круглого сечения.

Все существующие методы расчета не учитывают возможностей строительных организаций. По этой причине существует большой разрыв между проектными решениями, модельными исследованиями и выполненными очертаниями сливной поверхности шахты. Следствием этого разрыва является несовпадение параметров гидравлических режимов изученных на моделях и тех же параметров в натурных условиях. Причиной этого несовпадения является замена проектных очертаний сливной поверхности системой упрощенных поверхностей вписанных в проектный профиль. Сливная поверхность шахты вместо коноидальной формы приобретает систему сопряженных между собой конических поверхностей, имеющих перелом по поперек направления течения воды в сопрягаемых сечениях. Это хорошо видно при рассмотрении конструкций шахтных водосбросов гидроузлов Сан Валентино, Северный Кебир.

Исходя из материалов литературного обзора, в заключительной части главы сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе диссертации дается теоретическое обоснование параметров конструкции шахтного водосброса с полигональным очертанием поперечных сечений. Это позволило заменить- поверхность с двухмерной кривизной на систему поверхностей с одномерной кривизной, опалубка для которой выполняется без перегибов в направлении движения воды, а её рабочая поверхность формируется плоскими листами. В поперечных сечениях кольцевая арматура заменяется системой прямолинейных элементов. Соответствующим подбором очертания сливной поверхности шахты можно обеспечить безотрывный вход потока шахты в сопрягающее колено. Также, соответствующим выбором числа сторон многоугольника можно выполнить сопрягающее колено как непосредственное продолжение шахты.

Для исключения ребер в сечениях стыковки сливной поверхности шахты с оголовком водоприемной воронки и гранями сопрягающего колена необходимо, чтобы в точках стыковки сопрягаемые поверхности имели общие касательные. Этим требованиям удовлетворяет эллиптическая поверхность, которую можно подобрать путем назначения необходимых величин полуосей и положением центра эллипса. Формирование

безотрывного потока в зоне сопряжения шахты и сопрягающего колена можно выполнить если число граней сливной поверхности шахты будет кратно четырём, чему соответствует их количество, равное 4, 8 или 12. Выбор количества граней сливной поверхности определяется соотношением величины расчётного расхода, напором на гребне водоприёмной воронки шахты и параметрами водоотводящего водовода шахтного водосброса.

Минимальные размеры в плане водоприёмная воронка имеет при круговом очертании. В рассматриваемой конструкции наибольшее приближение к ней имеет правильный 12-угольник, описанный вокруг осевой окружности гребня оголовка и, которая позволяет выполнить сформулированное выше требование. Вид на шахту в плане этой конструкции показан на рис. 1.

Применение шахтного водосброса полигонального очертания в плане позволяет запроектировать шахту с прямоугольным выходным сечением, определяемым величиной максимального расхода и напором над ним.

В качестве примера рассмотрена внутренняя поверхность шахты составлена из двенадцати граней, образованных цилиндрическими поверхностями. Четыре из этих граней (1-1 и 2-2), образующие поверхностей которых сориентированы параллельно продольной и поперечной осям отводящего водовода, имеют в плане форму криволинейной трапеций. Нижние ребра этих граней образуют концевое сечение шахты прямоугольной формы со сторонами Ь\ и Ь2. Остальные восемь граней (3-3 и 4-4) имеют в плане форму треугольников, образующие поверхностей которых параллельны соответствующим ребрам 12-угольника. Они попарно сходятся в вершинах углов концевого сечения, которое является входным сечением сопрягающего колена. При этом вогнутая поверхность колена сопрягается с соответствующей гранью шахты по касательной.

Такая конструкция внутренней поверхности шахтного водосброса обеспечивает плавный переход от 12-угольной водосливной воронке к прямоугольному входному сечению колена сопрягающего шахту с отводящим водоводом. Схема для построения граней эллиптического профиля внутренней поверхности шахты показана на рис. 2.

Направляющие эллиптических граней водосливной поверхности описываются уравнением эллипса в параметрической форме:

Центр эллипса размещается в плоскости выходного сечения ствола шахты, где находится его малая полуось «Ъ»; большая полуось «а».

Координаты точки касания эллипса и поверхности оголовка водоприёмной воронки обозначим через го и уо- Тогда для определения параметров полуосей а и Ь эллипса принятые выше два условия примут следующий вид.

При г = х0 эллипс касается водосливного оголовка на расстоянии Яо от оси шахты. В принятой системе координат и условных обозначений

геометрических параметров ордината уо, соответствующая координате г0, будет равняться:

у„ = b + d = 6 - £> • (2)

Второе уравнение получится из уравнения общей касательной к поверхности воронки и грани в той же точке. Касательная составляет с вертикалью угол наклона у, тангенс которого обозначим через «К». Тогда будем иметь:

.Ф _ Ъ г0 (3)

-К=-

dz

Уравнение (2) и (3) образуют систему, решая которую получаем ( 1

К

- D

6 =

a-D

a--yja2-z20

(4,5)

В эти уравнения (4) и (5) входят параметры К, D и z0, которые определяются конструкцией водосливной воронки. Рассмотрим водослив с круговым оголовком радиуса «г». Для предупреждения самоподтопления водослива по рекомендациям Н.П. Розанова коэффициент К должен равняться 2/3. Приняв это значение К, уравнения (4) и (5) окончательно принимают вид:

л/^о '(го д.р (4', 5')

V*o-3 D a-ja'-zl

Для определения D необходимо вычислить радиус R0 точки касания внутренней поверхности воронки и грани шахты. Для кругло цилиндрического оголовка имеем Ro = R - г • cos у и D = Ro-d ■

Координату z0 определяем из соотношения: z« = vrp-VKoH.ce4.-r(l-siny)

Наиболее простой конструкция будет при а = Ь, с выходным сечением ствола шахты водосброса принятого квадратным со стороной, равной ширине туннеля, расстояния d равны:

' 2 2 2

d^d,

+ - cos 15°

Для полученного очертания выведены уравнения нормали для наружной поверхности шахты:

а

Z = z —

1-

t-zb

t-a'

bja'-z^-b2)

где t - толщина стенок шахты.

(6)

и

При 2 = 0 получаем для наружной поверхности стенки шахты: У = Ь - V, 2=0). При г — а: К=0, г =

Также была определена ширина сливных граней по высоте шахты и размеры поперечного сечения шахты, а также даны рекомендации по выбору оптимальных параметров водоприемной воронки, что позволяет выполнить раскрой опалубки.

Ширина трапецеидальной Ъ и клиновой Ьк.: сливных граней в этом

сечении определялись по зависимостям: í

2

к

■tg- + п

Г,-Г,

г-ж

I-

п )

}.г

r2-tg- —

2-я

(7,8)

Г, = 6, + </, - у, r2 = Ь2 +d2-y, где: г\ — расстояние от оси шахты до трапецеидальной сливной грани; Гг — расстояние от оси шахты до клиновой сливной грани; dx и d2 — проекция на апофему соответствующей сливной грани расстояния до неё в выходном сечении шахты от её продольной оси; и — количество сливных граней шахты.

Площадь произвольного поперечного сечения S шахты будет:

5 =

(9)

В третьей главе приведено описание экспериментальной установки и методики проведения модельных исследований шахтного водосброса, а также осуществлена оценка точности проводимых измерений гидравлических параметров потока.

Экспериментальные исследования проводились в . лаборатории гидросиловых установок им. профессора Д.Я. Соколова кафедры КИВР МГУП в 2003-2005 гг.

Установка была размещена в большом зеркальном лотке с нулевым уклоном дна шириной 100 см и длиной 950 см, присоединенном к приёмному баку с размерами в плане 1,64x2,0 м при высоте 160 см, который моделировал прилегающую к шахтному водосбросу акваторию водохранилища. Питающий трубопровод имеет диаметр 0=400 мм.

В качестве базовой исследовалась модель гидроузла Джедра (Алжир), которая была выполнена из органического стекла для обеспечения возможности визуального наблюдения и фотосъемки процессов, выполненная в 1:60 натуральной величины

В смоделированном участке верхнего бьефа была установлена верхняя часть модели шахты, к которой последовательно были присоединены модель туннеля и водобойного колодца. Уровни свободной поверхности воды в верхнем бьефе и в лотке мерного водослива измерялись с помощью

шпитценмасштабов, установленных в пьезометрах уровней верхнего бьефа и мерного водослива. Конструкция лотка с модельной установкой показана на рис. 3.

Регулирование расходов грубо выполнялось задвижкой, установленной на питающем насосе. Высота порога водослива Р=280 мм и ширина мерного лотка ¿=1000 мм. Напор на водосливе определялся с помощью шпицмасштаба, установленного в специальном стакане, который соединен с мерным лотком шлангом.

Для обеспечения подобия кинематических характеристик потока в зоне влияния шахты был смоделирован участок верхнего бьефа, непосредственно прилегающий к водосливной воронке шахты. По общепринятым представлениям о работе водосбросных сооружений, принято считать, что зона влияния кривой спада на водосбросах распространяется в сторону водохранилища на величину 3-х напоров. Максимальный расчётный напор на водосбросе составляет 3.28 м, чему соответствует зона влияния 9.84 м. При ширине лотка 1.0 м, в котором была установлена модель шахты водосброса, расстояние от гребня водосброса до стенки лотка составляло 18.75 м для натурных размеров, что в 2 раза превосходит минимально требуемое расстояние. Со стороны нижнего бьефа плотина моделировалась напорной стенкой высотой 20.0 м для натуры, установленной так же на расстоянии 18.75 м от водоприёмной воронки шахты.

В процессе модельных гидравлических исследований работы шахтного водосброса полигонального очертания в плане определялись следующие характеристики: уровни свободной поверхности воды и глубины потока; расходы; распределение давлений потока на сливной поверхности шахты.

Расход на модели определялся по формуле расхода водослива Чиполетти: д = 4.43-Н,п, л/с (10),

где Н - напор на водосливе в дм.

Распределение давлений потока на сливной поверхности шахты измерялось с помощью пьезометров. На 5-и секторах сливной поверхности установлено по 15 пьезометров, на 2-х по 14, 4-е на стыке сливных граней, в сопрягающем конфузоре было установлено 3 пьезометра, на внешней поверхности сопрягающего колена 9 пьезометров и на начальном участке шахты 3. Всего на модели шахтного водосброса было установлено 122 пьезометра. Диаметр приёмных отверстий пьезометров равен 1 мм. Пьезометры присоединялись к пьезометрическим трубкам диаметром 4 мм.

На рис. 4 и 5 показаны схемы размещения пьезометров на продольном разрезе шахты по оси туннеля и в плане на сливной поверхности шахты.

Установлен диапазон масштабов натурных сооружений, к которым применены результаты модельных исследований. Установлено, что масштаб моделирования определяется соотношением расходов, напора на гребне водоприемной воронки и высоты шахты. Исследованная модель находилась

в автомодельности области при напорах на гребне от 2,5 см до 10 см, чему соответствуют числа Рейнольдса от 15000 до 70000. При масштабе моделирования 1:60 этим модельным данным соответствовал напор от 1,5 м до 6 м, расход от 100 мэ/с до 700 м3/с, высоте шахты до 55 м.

В четвертой главе диссертации были проанализированы результаты экспериментальных исследований работы шахтного водосброса с полигональным очертанием поперечных сечений, представленные в величинах, пересчитанных в натурные параметры в соответствии с законами моделирования, изложенными в главе 3.

С конструктивной точки зрения, поперечный разрез шахты можно представить как двенадцать водосливов практического профиля, состыкованных боковыми гранями, на которые осуществляется синхронный перелив воды. Трапецеидальные грани имеют очертание, близкое к прямоугольнику и сливающиеся по ним струи формируют почти плоский поток. На сливных гранях треугольной формы вниз по течению происходит резкое уменьшение их ширины, вследствие чего формирующиеся на них струи образуют попарно единый поток, для движения которого по соответствующим сливным граням на более низких отметках остаётся всё меньше и меньше места. По этой причине взаимодействие на границах треугольных и трапецеидальных граней потоков приводит к сжатию струй на трапецеидальных гранях, которое осуществляется в виде гребней. Они зарождаются несколько ниже сечения перехода сливной поверхности грани из круглоцилиндрического в эллиптическое. На каждой из трапецеидальных граней образуется по два гребня, которые сходятся в нижнем сечении шахты. При движении струй вниз по течению из-за уменьшения поперечного сечения шахты, в основном за счбт уменьшения размеров треугольных граней, происходит рост высоты этих гребней. По мере увеличения расходов увеличивается средняя толщина струй и высота гребней.

Нами были исследованы режимы работы шахтного водосброса полигонального очертания в плане при различных вариантах ее конструкции как с ПВК в виде бычка, расположенного со стороны верхнего бьефа и со стороны нижнего бьефа, и в виде тонкой стенки, так и без ПВК. Спряжение стояка шахты с отводящим туннелем подковообразного поперечного сечения 6,0x7,0 м выполнено коленом прямоугольного сечения. Выходное сечение и входное сечение колена сопрягались конфузором высотой 5,0 м и шириной 6,0 м. Исследовано шесть вариантов конфузора с высотой выходного сечения 2,4; 3,36; 4,5; 5,0; 5,5 и 6,0 м. Также была исследована работа шахтного водосброса с укороченной камерой.

Исследования пропускной способности шахтного водосброса с полигональными очертаниями воронки в плане проводились как для безнапорного, так и напорного режимов. Обобщенный коэффициент расхода

при затопленном режиме работы шахтного водосброса определялся по зависимости:

м=,- £ . (П)

авых - площадь выходного сечения сопрягающего диффузора шахты; 20 —

высота шахты - расстояние от гребня водоприемной воронки до выходного сечения ствола шахты; Н0 - напор на гребне водоприемной воронки.

Результаты обработки опытных данных представлены на рис. 6 в виде графика зависимости // = /(а/а0) для начального момента затопления. Здесь

а - высота выходного сечения конфузора, а0 - высота выходного сечения

ствола шахты.

Анализ полученных нами графиков показал, что величина коэффициента расхода р почти не зависит от степени затопления водоприемной воронки. Максимальная величина затопления составляет от 4 до 2 максимальных напоров при безнапорном режиме работы. Увеличение коэффициента расхода ц с увеличением высоты выходного сечения диффузора можно объяснить тем, что при малых размерах выходного сечения струя, стекающая по водосливной поверхности шахты, имеет меньшую толщину и, соответственно, большую величину потери энергии на трение.

Коэффициент расхода при затопленном режиме работы шахтного водосброса полигонального очертания в плане по данным наших исследований хорошо описывается уравнением

¿и = 0,818 -(а/ад)0'"3. (12)

Анализируя результаты исследований работы шахтного водосброса в напорном режиме можно сделать вывод., о том, что работа шахтного водосброса в затопленном режиме опасна для гидроузла, поскольку увеличение расхода всего на 4% требует подъема уровня верхнего бьефа на 34 м, что неизбежно вызовет перелив воды через гребень плотины.

Пропускную способность шахтных водосбросов в безнапорном режиме следует определять по зависимости:

д = ся-<у,-аг<тпвк-тЪ^2Енг12, (13)

где Q - расчетный расход; Ъ - длина водосливного фронта; Н - напор над гребнем водослива; сг — коэффициенты, учитывающие: сг„ - неполноту напора; сг„ - условия подхода потока к водосбросу из акватории верхнего бьефа; а/— геометрию напорной грани; суПВк~ влияние противоводоворотных устройств.

Произведение поправочных коэффициентов и коэффициента расхода можно обозначить одним обобщающим коэффициентом расхода тпр, с учётом которого выражение (13) примет вид:

д = гппр-Ь-^-Н"2 (14).

На рис. 7 приведены результаты исследований пропускной способности шахтного водосброса.

Для возможности использования . результатов исследований при проектировании шахтных. водосбросов, основные результаты наших исследований были представлены в безразмерном виде. Наибольший интерес, в данном случае, представила зависимость коэффициента расхода т от относительного напора Я</Яп/,, которая является объективной оценкой работы шахтного водосброса. Здесь Н„р - профилирующий напор, по которому определяется радиус оголовка воронки.

На рис. 8 представлены обобщённые по всем экспериментам приведенные значения коэффициента расхода т для всех режимов работы.

Анализ данных, представленных на графике рис. 8 показал, что изменение приведенного коэффициента расхода т имеет три чётко выраженных участка, разграниченные относительными напорами Я =Н(/Н„р: Я 1<0.7, 0.7<#2 <1.06 и # з>1.06. Первые два из них относятся к безнапорному движению воды в шахтном водосбросе и, практически, не зависят в пределах допустимой погрешности от конструкции оформления водоприемной воронки, а третий участок представляет собой коэффициент расхода при напорном течении воды в шахте. Начало работы шахты в напорном режиме и диапазон коэффициентов расхода зависят от величины выходного сечения ствола шахты.

При безнапорном режиме коэффициенты расхода т хорошо аппроксимируются следующими уравнениями: при Я! <0.7 - /и, =0.56-Я0297 (15);

при 0.7 < Я2< 1.06 - т2 =0.518 (1 + 0.093-(Я-1)) (16).

Коэффициент расхода т на третьем участке зависит и от относительного напора Я , и от относительной величины выходного отверстия со!совых , которая в нашем случае представляет собой отношение высоты а выходного сечения к высоте а0 выходного сечения ствола шахты а = а/а0.

В этом режиме коэффициент расхода т^ аппроксимируется с точностью 2-3% уравнением:

при Яз> 1.06 - ОТз = 0.0143.(а^о+1.5бГ6 (1?)

Я

Установлено, что коэффициент расхода воронки шахтного водосброса предлагаемой конструкции при расчетном напоре достигает величины т = 0.517 по сравнению 0.46+0.47 на безвакуумном оголовке, что на 10+12% больше.

Изучение распределения давлений потока по всей длине водопроводного тракта водосброса осуществлялось в широком диапазоне расходов от 20 до 720 м3/с на шести гранях из двенадцати (II, III, V, VI, VII, IX) для варианта с расположением быка со стороны ВБ. На рис. 9 показаны эгаоры PlyH0-J{l) относительных значений давления потока на развёртку образующих сливной поверхности шахты для трапецеидальной и клиновой граней. Развёртка включает внешний участок оголовка водоприёмной воронки, который представлен как продолженная вверх развертки образующей сливной поверхности проточной части шахты. Как видно из рис. 9, в безнапорном режиме на сливной грани практически отсутствуют вакуумные зоны, а характер распределения давления полностью совпадает.

На рис. 10 и 11 представлено детальное распределение давлений на развертке оголовка водоприемной воронки. На рис. 10 представлено давление для диапазона напоров от 0,2 до 1,4 профилирующего напора, а на рис. 11 показано изменение максимального вакуума на б исследованных секторах оголовка в зависимости от относительного напора Н0/Нпр. Установлено, что максимальный вакуум на оголовке в два раза меньше, чем на прямом водосливе и составляет не более 0,8Нрасч..

Одной из особенностей конструкции шахтных водосбросов полигонального очертания в плане является наличие продольных внутренних углов на сливной поверхности ствола шахты, образованных пересечением водосливных граней.

С целью изучения влияния изменения кинематики потока в зоне ребра в верхней части ствола шахты нами дополнительно были установлены 4 пьезометра а, Ь, с и d на ребре пересечения сливных граней VI и VII. Пьезометры располагались на тех же отметках, что и пьезометры 65-68 грани VII. Дополнительные исследования были выполнены для шахты со свободным входом потока в диапазоне напоров от 0,2-1,27Нпр_.

По данным замеров пьезометрических уровней были построены зависимости показаний пьезометров a-d с пьезометрами 65-68 и 80-83 (рис. 12). На этот график была также нанесена линия у=х, расположенная под углом 45°, которая позволяет судить насколько совпадают показания этих пьезометров. Кроме того, там же нанесены линии диапазона разброса экспериментальных точек в пределах ±5 мм от линии равных показаний у=х.

Как следует из рис. 12 результаты исследований группируются в 4 группы точек в соответствии с уровнями размещения пьезометров a-d. Четко видно, что показания пьезометров and группируются вокруг линии равных показаний, что говорит о том, что практически давление на ребре пересечения сливных граней равны давлениям на этих гранях. Экспериментальные точки, соответствующие показаниям пьезометров b и с четко размещаются выше этой линии. Это связано с тем, что в зоне этих

пьезометров начинается резкое уменьшение ширины клиновых граней, в то время как ширина трапецеидальных граней практически не меняется

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Анализ выполненных нами исследований показал, что современное состояние расчетов и проектирования шахтных водосбросов находится в отрыве от практики их возведения, следствием чего является несоответствие проектных технических решений и реально возведенных сооружений.

В выполненной работе предложены технические решения, устраняющие эти противоречия. В рамках диссертационной работы были проведены необходимые модельные гидравлические исследования, обеспечившие возможность обоснованного гидравлического расчета предложенной конструкции шахтного водосброса с полигональными очертаниями воронки в плане.

Выполненные теоретические и лабораторные исследования позволили нам придти к следующим основным выводам:

1. Обзор состояния построенных шахтных водосбросов показал несоответствие выполненных очертаний проточной части шахтных водосбросов проектным, следствием чего является наличие очагов кавитации и кавитационной эрозии на сливных поверхностях очертаний шахты.

2. В рамках настоящей работы предложена конструкция шахтного водосброса с полигональными очертаниями воронки в плане, обеспечивающая возможность формирования сливных поверхностей шахтного водосброса без перегибов по направлению течения воды за счет применения опалубки с одномерной кривизной.

3. В результате выполненных нами исследований предложены расчетные зависимости, позволяющие выполнить раскрой - криволинейных элементов опалубки из плоских листов без образования ребер перегиба в направлении течения воды.

4. По результатам расчетов варианта шахтного водосброса полигонального очертания запроектирована и построена модель, позволившая получить необходимые расчетные зависимости для гидравлических расчетов.

5. Предложено использование вакуумного оголовка водоприемной воронки круглоцилиндрического поперечного сечения, обеспечивающее упрощение производства работ за счет возможности использования стандартных стальных труб.

6. Автором диссертации выполнены теоретические расчеты по определению пропускной способности шахтного водосброса с водоприемным устройством полигонального очертания и вакуумным оголовком.

7. Равным образом автором выполнены расчеты по определению максимального допустимого напора по условиям образования вакуума на

оголовке водоприемного устройства в зависимости от отметки местности расположения гидроузла, который может быть допущен равным 3,6 м.

8. Проведены модельные гидравлические исследования по определению пропускной способности .шахтного водосброса в безнапорном и напорном режимах. Выявлены диапазоны напоров, при которых существуют безнапорный и напорный режимы работы, в зависимости от размеров выходного сечения шахты. Б результате исследований автора:

- получены комплексные гидравлические характеристики пропускной способности, позволяющие определить пропускную способность шахты, как в безнапорном, так и в напорном режиме работы шахты. Получены кривые зависимости расхода шахты от напора на гребне для шахты с площадью выходного сечения в диапазоне от 0,3 до 1;

- получены безразмерные характеристики пропускной способности шахты в виде комплексной зависимости т =/ (Н/Н/юсч ) для указанных выше размеров выходного сечения шахты;

- исследовано влияние размеров акватории в зоне влияния шахтного водосброса и конструкции на пропускную способность шахтного водосброса. Установлено, что при размещении шахты в водохранилище при высоте порога более половины диаметра воронки, установка противоводоворотного устройства оказывает влияние на коэффициент расхода в пределах точности его измерения.

9. Коэффициент расхода воронки шахтного водосброса предлагаемой конструкции при расчетном напоре достигает величины т — 0,517 по сравнению 0,46-Ю,47 на безвакуумном оголовке, что на 10-4-12% больше.

10. Изучено распределение давления по всей длине водопроводного тракта:

- распределение давления на сливной поверхности шахты изучена на семи гранях из двенадцати;

- максимальный вакуум на оголовке в два раза меньше, чем на прямом водосливе и составляет не более 0,8Н^ч.;

- на сливной поверхности шахты при работе в безнапорном режиме вакуум не наблюдается;

- выполнение сопрягающего колена прямоугольного поперечного сечения обеспечивает безотрывное вхождение потока из шахты с формированием сплошной пьезометрической линии на вогнутые поверхности колена.

11. Проведенные расчеты возможности возникновения кавитации показали, что во всех диапазонах рассмотренных режимов коэффициент кавитации имеет величину не менее 1,2 по всему проточному тракту, что больше критического, равного единице для равнозернистой шероховатости.

Приведенные выводы свидетельствуют о том, что в рамках предлагаемой работы на новом уровне решен комплекс вопросов проектирования шахтных водосбросов, обеспечивающий выполнение

очертаний сливной поверхности, соответствующие проектным решениям. Предложенные конструктивные решения обеспечивают повышенную пропускную способность шахтного водосброса при одновременном упрощении производства работ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гурьев А.П., Беглярова Э.С., Соколова С.А. и др. Научное обоснование проектных решений шахтного водосброса гидроузла Джедра. Отчет о научно-исследовательской работе. НИЧ МГУП, 2003, - 19,4 п.л.

2. Гурьев А.П., Соколова С.А. Шахтный водосброс полигонального очертания в плане. ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». Вопросы мелиорации. № 5-6, 2003, с. 26-35.

3. Соколова С.А. Шахтный водосброс полигонального очертания в плане с отводящим водоводом прямоугольного поперечного сечения. // Всероссийская выставка научно-технического творчества молодежи НТТМ-2004 (7-10 июля): Сборник материалов. - М: ОАО «ГАО ВВЦ», 2004, с. 163-164.

4. Гурьев А.П., Беглярова Э.С., Соколова С.А. Пропускная способность шахтного водосброса полигонального очертания в плане. ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». Вопросы мелиорации. № 5-6,2004, с. 31-37.

5. Гурьев А.П., Беглярова Э.С., Соколова С.А. Шахтный водосброс башенного типа полигонального очертания в плане. // Проблемы научного обеспечения развития эколого-экономического потенциала России: Сборник научных трудов. - М.: МГУП, 2004, с. 225-232.

6. Гурьев А.П., Беглярова Э.С., Соколова С.А. Распределение давлений на сливной поверхности шахтного водосброса полигонального очертания в плане. // Проблемы экологической безопасности и природопользования: материалы научно-технической конференции / Под. ред. Д.т.н., проф. Пряхина В.Н. - М.: «Норма» МАЭБП, 2005, вып. 6., т. 1, с. 176-178.

7. Гурьев А.П., Соколова С.А. Определение давлений потока на проточный тракт шахтного водосброса полигонального очертания в плане. // Природообустройство и рациональное природопользование -необходимые условия социально-экономического развития России: Сборник научных трудов. - М.: МГУП, 2005, часть 1, с. 43-47.

0,„.

\ъ ' / / \ - <

□ п>- ■

*- 1 // 4 ^Ч. Ь1 з

г ||

/ Ьг___М

Л^^^ 3 1 з

Рис. 1. Вид сверху на шахту с полигональными очертаниями воронки в плане: а - наружное ребро водоприемной воронки; Ь — ось водоприемной воронки;

с - линия сопряжения внутренней поверхности воронки и соответствующей грани шахты.

Рис. 2. Схема для построения граней эллиптического профиля шахты

Рис. 3. Экспериментальная установка шахтного водосброса:

1. питающий трубопровод;

2. успокоительная решетка;

3. приемный бак;

4. зеркальный лоток;

5. жалюзи для регулирования уровня воды в лотке;

6. лоток мерного водослива;

7. мерный реугольный водослив;

8. резервуар с оборотной водой;

9. смоделированный участок верхнего бьефа, прилегающий к шахтному водосбросу;

10. шахта; И. туннель;

12. водобойный колодец;

13. смоделированный участок реки;

14. пьезометр уровня верхнего бьефа;

15. пьезометр уровня мерного водослива.

Рис. 5. Схема размещения пьезометров в плане на сливной поверхности шахты 1-ХИ - номера секторов сливной поверхности; 1-105 - номера пьезометров на сливной поверхности; ------формообразующая окружность гребня водослива.

О Начало затопления -

эксперимент ♦ Полное затопление -

эксперимент, Н/Нпр=2.6 □ Данные Лаврентьева С.П. -

начало затопления ▲ Данные Лаврентьева С П. -полное затопление, 11/Нпр=7

I

I

а/а „

О 0,1 0,2 0.3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Рис. 6. Зависимость от высоты а!амакс выходного сечения коэффициента расхода т шахты при переходе в напорный режим работы 925

916 917 918 919 920 921 922 923 924 925 Пьезометрические уровни пьезометров 65-68 и 80-83, см Рис. 12. Связь показаний пьезометров на рёбрах и сливных поверхностях шахты полигонального очертания в плане

о Бык с ВБ, а вых=2.4 м

I, м

Рис. 7. Сопоставление пропускной способности шахты исследованных вариантов

'н.

пр.

о .

♦ ! ♦

• 1к 1> !

Л ;•

-ЛЛ-ц.

I- <>

"к.....

-----^Г*-

•-¡а

С]

|

. . \.....

I ' I*.

-4".....

"X. *

■■ ■ «Г

4

** —:------ • "1; 1с* ' '

0,1

0,2

0,3

о Бык с ВБ, а вых=2,4 м Ж Бык с НБ, а вых=2,4 м О Бык с НБ, 1=0,6 м, авых=3,36 м » Бык с ВБ, а вых=5,0 м • Бык с НБ, а вых=5,0 м ■ Без бычков, а вых=5,0 м

Укороченная камера, а вых = 5,0 м Бык с НБ, 1=0,6 м, а вых=5,0 м Бык с ВБ, а вых=5,5 м Без бычков, а вых-5,5 м Бык с ВБ, а вых=6,0 м Бык с НБ, а вых=6,0 м Без бычков, а вых=6,0 м Бык с НБ, авых=4,5 м Без быков, авых=4,5 м т=0,56*Нл0,297 т=0,518*(1 +0,093(Н-1))

А

X

ш

+

*

0,4

0,5

0,6 т

Рис. 8. Сопоставление коэффициентов расхода шахты исследованных вариантов

Относительное давление, P/(gH)

Условные обозначения расходов, м3/с:

-Ф—720 —■—695 .....д......688 ......х- 664 -ж-636

—•—554 —н-376 ---281 —-210 -о-101

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 Относительное давление, P/(gH)

Условные обозначения расходов, м'/с: -720 —•— 695 -д 688 - х- 664 -554 —1—376 —281 —210

636 101

Рис. 9. Эпюры относительного давления по высоте развертки образующей сливной поверхности секторов II и III (клиновой и трапецеидальной граней).

Н/Но=0,221

----Н/'Но=0,384

Н/Но=0,539

-----Н/Но-0,760

Н/Но-1,033 Н/Но-1,16 Н/Но=1,27 Н/Но-1,384

-1,75 -1,25 -0,75 -0,25 0,25 0,75 1,25 1,75

Расстояние от гребня воронки Х/(лг)

Рис. 10. Зависимость относительного давления (Р/(уНо) на оголовке водоприёмной воронки от относительного напора Н/Но, сектор II

Относительный напор Но/Нпр Рис. 11. Изменение величины минимального давления на оголовке водоприемной воронки полигонального очертания в зависимости от относительного напора Но/Нпр

Московский государственный университет природообустройства (МГУП)

Зак. № £г5$~ Тираж

ВВЕДЕНИЕ.

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ШАХТНЫХ ВОДОСБРОСОВ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ.

1.1. Условия применения шахтных водосбросов.

1.2. Краткая характеристика шахтных водосбросов существующих гидроузлов.

1.3. Существующие методики расчета шахтного водосброса.

1.3.1 Определение параметров водоприемной воронки.

1.3.2 Определение параметров ствола шахты.

1.3.3 Определение параметров сопрягающего колена.

1.4. Анализ технических решений и недостатков существующих конструкций шахтных водосбросов.

Шахтные водосбросы относятся к поверхностным водосбросам; их устраивают вне тела плотины при хороших геологических условиях и в водохранилище при неблагоприятных геологических и топографических условиях местоположения створа гидроузла. Эти водосбросы служат постоянным эксплуатационным сооружением речных гидроузлов.

Шахтные водосбросы имеют широкое распространение в практике гидротехнического строительства благодаря таким достоинствам, как компактность конструкции, высокая пропускная способность, автоматичность работы. Шахтные' водосбросы устраивают в скальных грунтах и сравнительно узких ущельях, когда размещение других типов водосбросов менее целесообразно. Определяющими факторами при выборе данного водосбросного сооружения являются: формирование паводков ливневого типа - внезапность и большая скорость наступления максимального расхода, сейсмичность района строительства.

Береговые шахтные водосбросы с боковым подводом воды располагаются на не крутых склонах, где есть возможность создания в скале удобной площадки для кольцевого водослива. Для обеспечения благоприятных гидравлических условий работы водоприёмной воронки требуется установка специальных противоводоворотных устройств, предупреждающих закрутку потока на входе в шахтный водосброс.

Русловой шахтный водосброс не требует специальных мероприятий для подвода воды к водосливной воронке.

Применение шахтных водосбросов сдерживается развитием кавитационных явлений, опасных для проточного тракта шахты. Ликвидация опасности кавитационных явлений требует усложнения конструкции шахты и удорожания ее стоимости.

Существующие способы борьбы с кавитацией сводятся к увеличению поперечного сечения ствола шахты и подачей в зону отрыва воздуха, либо к резкому стеснению концевого сечения ствола шахты, обеспечивая этим снижение максимальных скоростей потока за счет формирования напорного режима при пропуске расчетного расхода. Но в этом случае при пропуске меньших расходов возникает необходимость подачи воздуха в вакуумные зоны.

Размеры водоприёмной воронки влияют на размеры водопроводящих и энергогасящих сооружений и на высоту плотины. При уменьшении диаметра воронки растёт напор на её гребне, что влечёт за собой увеличение емкости форсированного объёма водохранилища и степень трансформации паводочного расхода и соответствующее уменьшение размеров водопроводящих и энергогасящих сооружений. С другой стороны, увеличение напора на гребне воронки ведёт к увеличению высоты и стоимости плотины.

Основным недостатком существующих конструкций шахтного водосброса является сложность выполнения его сливной поверхности, которая представляет собой поверхность с пространственной кривизной. В практике строительства такая поверхность заменяется либо системой усечённых конусов, либо системой плоских трапеций, вписанных в проектные очертания сливной поверхности. В обоих случаях на сливной поверхности шахты появляются рёбра, расположенные поперёк потока и служащие источником появления вакуумных зон и опасности кавитационной эрозии бетона.

Еще одним недостатком шахтных водосбросов является сложность сопряжения ствола шахты круглого поперечного сечения с отводящим водоводом прямоугольного или корытообразного поперечного сечения, для чего между стволом шахтного водосброса и отводящим водоводом устраивается специальный переходной участок. В этом случае так же появляются поперечные ребра в зоне максимальных скоростей потока.

Всех перечисленных неприятностей позволяет избежать замена круглого поперечного сечения шахты в плане на полигональное, при выполнении гребня воронки в виде правильного многоугольника по патенту РФ №2250951.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы заключается в экспериментальном исследовании шахтного водосброса с водоприемным оголовком полигонального очертания в плане, и на основе накопленного опыта в гидравлике шахтных водосбросов и теоретических разработок автора, создание методики и разработок практических предложений по обоснованию и применению новой конструкции в качестве водосбросного сооружения.

Достижение поставленной цели было связано с решением следующих задач:

- разработать методику расчета конструкции шахтного водосброса полигонального очертания в плане;

- выполнить теоретическое обоснование методики гидравлических расчетов шахтных водосбросов полигонального очертания в плане;

- осуществить теоретическое обоснование возможности использования оголовка водоприемной воронки с вакуумным профилем;

- провести экспериментальное изучение пропускной способности шахтного водосброса полигонального очертания в плане и получить расчетные зависимости;

- установить вид зависимостей величины вакуума на оголовке водоприемной воронки от напора;

- определить зависимости распределения давлений в потоке на сливной поверхности шахты;

- разработать рекомендации по обоснованию пропускной способности водосбросного сооружения при проектировании и строительстве гидроузла на основании результатов расчетно-теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна работы.

Основными элементами научной новизны являются:

- разработка конструкции вакуумного гребня водоприемной воронки, выполненной в плане в форме правильного многоугольника, обеспечивающей повышение пропускной способности и упрощение производства бетонных и арматурных работ за счет использования опалубки одномерной кривизны.

- разработка методики расчета очертаний поверхности опалубки для изготовления наружных и внутренних поверхностей шахты с целью улучшения гидравлических условий работы водосбросного тракта.

- выполнение теоретического обоснования расчета гидравлических параметров проектируемых шахтных водосбросов полигонального очертания в плане (пропускная способность, давление на сливной поверхности шахты) с учетом результатов экспериментальных исследований. Достоверность полученных результатов. Экспериментальные исследования, результаты которых приведены в диссертации, выполнены с использованием протарированных приборов, средств измерений и по современным методикам обработки. Правомерность разработанных рекомендаций обоснована значительным объемом модельных исследований, а также сопоставлением результатов теоретических исследований с результатами, полученными на модели.

Практическая ценность работы состоит в том, что разработанная конструкция шахтного водосброса полигонального очертания обеспечивает повышенную пропускную способность, упрощение производства работ и повышение надежности работы сооружения за счет предотвращения образования опасного вакуума на сливной поверхности, а предложенные методы расчета и результаты исследований, такие как расчётные зависимости пропускной способности и ряда гидравлических параметров шахтного водосброса полигонального очертания в плане позволяют, обосновать и повысить надежность и эффективность разработанной конструкции, как в период строительства, так и в период эксплуатации.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации использованы при проектировании ряда шахтных водосбросов на гидроузлах, проектируемых для САР и АНДР, докладывались на научнотехнических конференциях в Московском государственном университете природообустройства в 2003-2005 г.г., на Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2004 (Москва, ВВЦ, 7-10 июля 2004 г.), на заседаниях кафедры КИВР МГУП, а также изложены в ряде публикаций.

Публикации. По теме диссертации опубликованы пять статей, научные труды в двух сборниках материалов научно-технических конференций, которые использованы в настоящей работе и приводятся в списке литературы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, иллюстрирована 70 рисунками, содержит 5 таблиц. Список литературы состоит из 123 наименований, из них 10 на иностранных языках.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Анализ выполненных нами исследований показал, что современное

I состояние расчетов и проектирования шахтных водосбросов находится в отрыве от практики их возведения, следствием чего является несоответствие проектных технических решений и реально возведенных сооружений.

В выполненной работе были предложены технические решения, устраняющие эти противоречия. В рамках диссертационной работы проведены необходимые модельные гидравлические исследования, обеспечивающие возможность обоснованного гидравлического расчета предложенной конструкции шахтного водосброса полигонального очертания в плане.

Выполненные теоретические и лабораторные исследования позволили нам придти к следующим основным выводам:

1. Обзор состояния построенных шахтных водосбросов показал несоответствие выполненных очертаний проточной части шахтных водосбросов проектным, следствием чего является наличие очагов кавитации и кавитационной эрозии на сливных поверхностях очертаний шахты.

2. В рамках настоящей работы предложена конструкция шахтного водосброса с полигональными очертаниями воронки ' в плане, обеспечивающая возможность формирования сливных поверхностей шахтного водосброса без перегибов по направлению течения воды за счет применения опалубки с одномерной кривизной.

3. В результате выполненных нами исследований предложены расчетные зависимости, позволяющие выполнить раскрой криволинейных элементов опалубки из плоских листов без образования ребер перегиба в направлении течения воды.

4. По результатам расчетов варианта шахтного водосброса полигонального очертания запроектирована и построена модель, позволившая получить необходимые расчетные зависимости для гидравлических расчетов.

5. Предложено использование вакуумного оголовка водоприемной воронки круглоцилиндрического поперечного сечения, обеспечивающее упрощение производства работ за счет возможности использования стандартных стальных труб.

6. Автором диссертации выполнены теоретические расчеты по определению пропускной способности шахтного водосброса с водоприемным устройством полигонального очертания и вакуумным оголовком.

7. Равным образом автором выполнены расчеты по ограничению образования вакуума на оголовке водоприемного устройства с максимальным напором 2-2,5 м в зависимости от отметки местности расположения гидроузла.

8. Проведены модельные гидравлические исследования по определению пропускной способности шахтного водосброса в безнапорном и напорном режимах. Выявлены диапазоны напоров, при которых существуют безнапорный и напорный режимы работы, в зависимости от размеров выходного сечения шахты. В результате исследований автора:

- установлен диапазон масштабов натурных сооружений, к которым применены результаты модельных исследований. Установлено, что масштаб моделирования определяется соотношением расходов, напора на гребне водоприемной воронки и высоты шахты. Исследованная модель находилась в автомодельности области при напорах на гребне от 2,5 см до 10 см, чему соответствуют числа Рейнольдса от 15000 до 70000. При масштабе моделирования 1:60 этим модельным данным соответствовал напор от 1,5 м до 6 м, расход л л от 100 м /с до 700 м /с, высоте шахты до 55 м;

- получены комплексные гидравлические характеристики пропускной способности, позволяющие определить пропускную способность шахты, как в безнапорном, так и в напорном режиме работы шахты. Получены кривые зависимости расхода шахты от напора на гребне для шахты с площадью выходного сечения в диапазоне от 0,3 до 1; , - получены безразмерные характеристики пропускной способности шахты в виде комплексной зависимости т =/(Н/Нрасч) для указанных выше размеров выходного сечения шахты; - исследовано влияние размеров акватории в зоне влияния шахтного водосброса и конструкции на пропускную способность шахтного водосброса. Установлено, что при размещении шахты в водохранилище при высоте порога более половины диаметра воронки, установка противоводоворотного устройства оказывает влияние на коэффициент расхода в пределах точности его измерения.

9. Коэффициент расхода воронки шахтного водосброса предлагаемой конструкции при расчетном напоре достигает величины т=0,517 по сравнению 0,46-5-0,47 на безвакуумном оголовке, что на 10-г12% больше.

10. Изучено распределение давления по всей длине водопроводного тракта:

- распределение давления на сливной поверхности шахты изучена на семи гранях из двенадцати;

- максимальный вакуум на оголовке в два раза меньше, чем на прямом водосливе и составляет не более 0,8 Нрасч \

- на сливной поверхности шахты при работе в безнапорном режиме вакуум не наблюдается;

- выполнение сопрягающего колена прямоугольного поперечного сечения обеспечивает безотрывное вхождение потока из шахты с формированием сплошной пьезометрической линии на вогнутые поверхности колена.

11. Проведенные расчеты возможности возникновения кавитации показали, что во всех диапазонах рассмотренных режимов коэффициент кавитации имеет величину не менее 1,2 по всему проточному тракту, что больше критического, равного единице для равнозернистой шероховатости.

12. Автором диссертации предложена методика расчета шахтного водосброса полигонального очертания в плане.

Приведенные выводы свидетельствуют о том, что в рамках предлагаемой работы на новом уровне решен комплекс вопросов проектирования шахтных водосбросов, обеспечивающий выполнение очертаний сливной поверхности, соответствующие проектным решениям.

Предложенные конструктивные решения обеспечивают повышенную пропускную способность шахтного водосброса при одновременном упрощении производства работ.

Автор считает, что полученные результаты исследований могут лечь в основу проектирования рациональной конструкции шахтного водосброса.

Дальнейшие исследования в этой области должны быть направлены на изучение следующих вопросов:

- возможность возникновения аэрации потока в безнапорном режиме;

- получение расчетных зависимостей для распределения давления на элементах проточной части с целью получения возможности оценки кавитации и кавитационной эрозии;

- распределение давлений в сопрягающем колене и расчет зон, опасных с точки зрения кавитационной эрозии.

Предложенная методика расчета шахтного водосброса полигонального очертания в плане была использована ЗАО ПО «Совинтервод» при проектировании водосбросов четырех гидроузлов в составе проекта «20 плотин» в Сирийской Арабской республике и ОАО «Зарубежводстрой» при разработке рабочих чертежей шахтных водосбросов гидроузла Джедра в Алжирской Народно-демократической республике.

1. А.С. 222968 (СССР). Вертикальный водосброс / С.Г. Хачатуров, Я.А. Никитин, Е.И. Дубинчик. Опубл. в Б.И., 1968, № 23.

2. А.С. 290987 (СССР). Шахтный водосброс / Б.М. Кутобаев, И.В. Силин, Е.В. Клинникова. Опубл. в Б.И., 1971, № 3.

3. А.С. 374410 (СССР). Шахтный водосброс / Х.И. Заиров, С.И. Кеберле. -Опубл. в Б.И., 1973, № 15.

4. А.С. 414359 (СССР). Шахтный водосброс / Е.П. Мартин, B.C. Мисенев. -Опубл. в Б.И., 1974, № 5.

5. А.С. 654731 (СССР). Шахтный водосброс / А.А. Каранфилян, А.Г. Назарян, А.Г. Чинишвили. Опубл. в Б.И., 1979, № 12.

6. А.С. 927894 (СССР). Шахтный водосброс / Ю.П. Войнов и др. Опубл. в Б.И., 1982, № 18.

7. А.С. 933868 (СССН). Шахтный водосброс / Лаврентьев С.П. Опубл. в Б.И., 1982, №21.

8. А.С. 975878 (СССР). Шахтный водосброс / B.C. Великанов, М.В. Великанов. Опубл. в Б.И., 1982, № 43.

9. А.С. 1010185 (СССР). Шахтный водосброс / А.Г. Чанишвили, В.В. Челидзе. Опубл. в Б.И., 1983, № 13.

10. А.С. 1213123 (СССР). Шахтный водосброс / Н.А. Караев. Опубл. в Б.И., 1986, №7.

11. А.С. 1434024 (СССР). Водосброс / А.Т. Кавешников, Н.П. Розанов, Н.Т. Кавешников, Н.М. Данилов и Е.В. Ткаченко. Опубл. в Б.И., 1988, № 40.

12. А.С. 1761859 (СССР). Шахтный водосброс / Т.Х. Ахмедов, М.Б. Кошумбаев и С.К. Туебаев. Опубл. в Б.И., 1992, № 34.

13. А.С. 1819934 (СССР). Шахтный водосброс / Е.И. Дубинчик, ЛИ. Ерохина Опубл. в Б.И., 1993, № 21.

14. А.С. 2048641 (РФ). Шахтное водосбросное сооружение / А.Ш. Мамедов. Опубл. в Б.И., 1995, №32.

15. Ахутин А.Н. Шахтные водосливы, Гидротехническое строительство, 1935, №4.-с. 19-28.

16. Васильев О.Ф., Букреев В.Й., Романов Е.М. О проектировании и расчете шахтных водосбросов с аэрацией потока по длине ствола. Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып. VII / ВНИИГ, - JL: Госэнергоиздат, 1963, вып. 7, с. 302-311.

17. Воробьёв А.С. Учёт стока воды на гидроэлектростанциях. М., «Энергия», 1980.

18. Войнич-Сяноженцкий Т.Г. О критериальном условии возникновения аэрации плавно изменяющихся бурных потоков. Труды I Закавказской конференции молодых специалистов. Ереван, 1960.

19. Гальперин Р.С., Осколков А.Г., Семенков В.М., Цедров Г.Н. Кавитация на гидросооружениях. М.: Энергия, 1977. - 200 с.

20. Гидравлика. Межведомственный респ. научно-техн. сборник. Киев. Вып. 2-4,1966.

21. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений. Векпер А.Б., Войнич-Сяноженцкий Т.Г., Лаппо Д.Д. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1988, 624 е., ил.

22. Гидравлические расчеты туннельных и трубчатых водосбросов гидроузлов. Рекомендации для проектирования. Под. ред. Ф.Г. Гунько. -Л.: Энергия, Ленинградское отделение, ВНИИГ, 1974. 98 с.

23. Гидротехнические сооружения. / Г.В. Железняков, Ю.А. Ибад-заде, П.Л. Иванов и др.; Под ред. В.П. Недриги- М.: Стройиздат, 1983. 543 с. (Справочник проектировщика).

24. Гурьев А.П. Пропускная способность поверхностных водосбросов криволинейных очертаний в плане совмещенных гидроэлектростанций. Диссертация на соискание уч. ст. канд. техн. наук. М.: ТСХА, 1969.

25. Гурьев А.П., Беглярова Э.С., Соколова С.А. и др. Научное обоснование проектных решений шахтного водосброса гидроузла Джедра. Отчет о научно-исследовательской работе. НИЧ МГУП, 2003, 19,4 п.л.

26. Гурьев А.П., Беглярова Э.С., Соколова С.А. Пропускная способность шахтного водосброса полигонального очертания в плане. ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». Вопросы мелиорации. № 5-6, 2004, с. 31-37.

27. Гурьев А.П., Соколова С.А. Шахтный водосброс полигонального очертания в плане. ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ». Вопросы мелиорации. № 5-6,2003, с. 26-35.

28. Гурьев А.П., Беглярова Э.С., Соколова С.А. Шахтный водосброс башенного типа полигонального очертания в плане. // Проблемы научного обеспечения развития эколого-экономического потенциала России: Сборник научных трудов. М.: МГУП, 2004, с. 225-232.

29. Гуттер Р.С. и Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опытов. М., 1962.

30. Жебровский А.И., Ивойлов А.А. Исследования динамического воздействия потока на стенки шахтного водосброса. В. кн.: Научные исследования по гидротехнике в 1970 г. — Л.: Гоэнергоиздат, 1971, с. 300-301.

31. Зегжда А.П. Теория подобия и методика расчета гидротехнических моделей. M-JL: Госстройиздат, 1960, - 162 с.

32. Зеркалов М.Г., Тейтельбаум А.Н. Лабораторные исследования вакуумного профиля УСХА -4. -М.: 1961, с. 124-131.

33. Зудов С.В. Новый метод расчета шахтных водосбросов. «Гидротехнический сборник». МВТУ, №4,1932. с. 42-64.

34. Иванова Т.В. Гидравлический расчет шахтных водосбросов. -Гидротехническое строительство, 1939, № 3, стр. 31-33.

35. Иванова Т.В. Работа шахтных водосбросов. Гидротехническое строительство, 1940, № 2, с. 36-37.

36. Исаченко Н.Б. К вопросу об аэрации открытых потоков. / Известия ВНИИГ,т. 68,1961.

37. Кавешников Н.Т. Гидравлические расчеты и проектирование шахтных водосбросов. -М.: МГМИ, 1985. 119 с.

38. Каранфилян А.А. Гидравлические исследования и методика расчета шахтных водосливов. Автореферат дис. канд. техн. наук. Ереван, 1981. -25 с.

39. Каранфилян А.А. Два способа повышения коэффициента расхода шахтного водосброса с плоским гребнем. В кн.: Научные исследования по гидротехнике в 1973 году. - Д.: Энергия, 1974.

40. Каранфилян А.А. К определению оптимальной величины напора и высоты порога шахтного водослива практического профиля. Научные исследования по гидротехнике в 1971 г., ч. 2. JL: Госэнергоиздат, 1973.

41. Картвелишвили Н.А. Потоки в недеформированных руслах. Д., 1973.

42. Киселев П.Г. Гидравлика: Основы механики жидкости. М.: Энергия, 1980.-360 с.

43. Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам. 5-е издание. -М.: Энергия. 1974.-313 с.

44. Коваленко И.И. Технология производства моделей гидротехнических сооружений из органического стекла-цлексиглаза. Научные записки Московского института инженеров водного хозяйства им. Вильямса, т. 21, 1959.

45. Курганов A.M. К теории истечения жидкости через отверстия. Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура, № 4,1969.

46. Курганов A.M., Дупляк С.М. Гидравлический расчет водопропускных сооружений. Киев: Госстройиздат, 1982, 94 с.

47. Лабораторные исследования шахтного водослива: /Отчет/ ВОДГЕО; Ахутин А.Н., Федоров А.С., Севко А.И. -М., 1933. 320 с.

48. Лаврентьев С.П. Влияние условий подхода воды в шахтный водосброс на режим его работы. Диссертация на соискание уч. ст. канд. техн. наук. М.: МГМИ, 1984. - 196 с.

49. Латышенков A.M. Основы гидравлики. Л.: Гидрометеоиздат, 1971.

50. Леви Н.И. Моделирование гидравлических явлений. М. -Л.: Госэнергоиздат, 1960,235 с.

51. Лентяев Л.Д., Смирнов Л.В. Обеспечение надежности водосбросных и водопропускных сооружений крупных гидроузлов. М.: Гидротехническое строительство, № 8,1983.

52. Лятхер В.М., Прудовский A.M. Гидравлическое моделирование. М.: Энергоатомиздат, 1984, 392 с.

53. Мартынов И.П. Распределение давления по водосливу практического профиля при истечении из-под щита. Известия высших учебных заведений. Энергетика, № 9,1961.

54. Мауман Б.А. Длина прыжка по данным лабораторных опытов. -Гидротехническое строительство, 1938, № 3.

55. Мельниченко А.Е. Новые вакуумные водосливы плотины. Киев: Издательство Украинской АС-ХН, 1961,118 с.

56. Модзалевский А.И. О пропускной способности низконапорных шахтных водосбросов. Гидравлика и гидротехника, вып. 34, 1982.

57. Мойс П.П. К вопросу о расчете шахтных водосбросов. Сборник трудов МИСИ им. В.В. Куйбышева (вып. II), №24, Госстройиздат, 1958. с. 67107.

58. Мойс П.П. Масштабные поправки к коэффициенту расхода круговых в плане водосливных воронок: Сборник науч. трудов. М.: МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1958, вып. 46, с. 118-123.

59. Мойс П.П. Шахтные водосбросы. М.: Энергия, 1970. - 78 с.

60. Назарян А.Г., Гамбарян О.А., Каранфилян А.А. Лабораторные исследования шахтного водосброса с плоским' порогом. В кн.: Научные исследования по гидротехнике в 1969 году. - Л.: Энергия.

61. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. - 340 с. 63/

62. Научно исследовательский отчет. Гидроузел на реке северный Кебир в САР. / Глазов А.И., под ред. Слисского С.М. Всесоюзное экспортно-импортное объединение «Сельхозпромэкспорт». М.: НИИ «Гипровод-хоз». Москва, 1977. 8 книг.

63. Новицкий П.В., Зограф И.Л. Оценка погрешности результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1985, 248 с.64

64. Офицеров А.С. Гидравлика водослива. -М.-Л.: Госстойиздат, 1938, с 5186.

65. Офицеров А.С. Расчет пропускной способности водослива практического профиля. Труды гидравлической лаборатории ВНИИ ВОДГЕО, № 2,1948, с. 62-72.

66. Патент на изобретение № 2250951 (РФ). Шахтный водосброс. Гурьев А.П., Афанасьев А.Ю., 2005.

67. Проектирование и строительство больших плотин. Выпуск 2. Постоянные и временные водосбросные сооружения. Составил М.Б. Гинзбург. Доклад D-17. -М.: Энергия. 19.72. 160 с.

68. Рекомендации по гидравлическим расчетам низконапорных шахтных трубчатых водосбросов / ВНИИВОДГЕО, Госстрой СССР; Сост.: Модзалевский А.И., Боновицкий Э.Л. М, 1988. - 28 с.

69. Рекомендации по гидравлическому расчету водопропускных трактов безнапорных водосбросов на аэрацию и волнообразование. П 66-77. Л.: ВНИИГ, 1978.-52 с.

70. Рекомендации по гидравлическому расчету водосливов. Часть I. Прямые водосливы. Л.: Энергия, 1974. - 58 с.

71. Рекомендации по гидравлическому расчету водосливов. Часть II. Косые, боковые, криволинейные и кольцевые водосливы. П 45-75. Л.: ВНИИГ. 1976.-24 с.

72. Рекомендации по расчету местных размывов русел, сложенных из нескольких грунтов, за креплениями средненапорных водосливных плотин. ВНИИГ Ш-90-80, Л., 1981.

73. Рекомендации по учету кавитации при проектировании водосбросных гидротехнических сооружений. П 38-75. JL: ВНИИГ, 1976. - 130 с.

74. Рельтов Б.Ф. Теоретическое определение коэффициента расхода для водосливов криволинейных профилей. Известия ВНИИГ, т. 2,1931.

75. Розанов Н.П. Гидротехнические сооружения. М.: Стройиздат, 1978. -647 с.

76. Розанов Н.П. Вакуумные водосливные плотины с боковым сжатием. -М.: Госстройиздат, 1958. 132 с.

77. Розанов Н.П. Вакуумные водосливы. М.: ВОДГЕО, 1956.

78. Розанов Н.П. Вопросы проектирования водопропускных сооружений, работающих в условиях вакуума и при больших скоростях потока. М-JL: Госэнергоиздат, 1959. - 208 с.

79. Ролле H.JI. О коэффициенте расхода шахтных водосбросов. -Гидротехническое строительство, 1949, № 6. стр. 30-32.

80. Романько Н.И. Исследование пропускной способности шахтного водосброса. — В кн.: Вопросы гидротехники и гидравлики. Киев: Урожай, 1965. - стр. 216-220.

81. Романько Н.И. К расчету шахтного водосброса. Гидротехническое строительство, 1963, № 4. - стр. 44-46.

82. Романько Н.И. Расчет шахтных водосбросов. Межведомственный республиканский научно-технический сборник. Гидравлика. - Киев: Техшка, 1966, № 2.

83. Саноян В.Г. Определение планового очертания шахтного водосброса типа «маргаритка». Sbornik vysokeho uceni technickeho v Brne, 1967, № 1-2.

84. Севко А.И. К расчету шахтных водосливов. М.: ВИА РККА, 1938. -111 с.

85. Скребков Г.П., Синелыциков B.C. Гидравлический расчет равномерного аэрированного потока. / Известия ВУЗов, Энергетика, № 2,1968.

86. Скряга В.Г. К гидравлическому расчету шахтных водосбросов. Труды Харьковского инженерно-строительного института, 1958, вып. 10. стр. 34-63.

87. Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений. М.: Энергия, 1979. - 336 с.

88. Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений. -М.: Энергоатомиздат, 1986. 304 с.

89. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. М.: Госком СССР по делам строительства, 1987, 32 с.

90. СНиП 2.06.09-84. Туннели гидротехнические. М.: Госком СССР по делам строительства, 1985.

91. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения. Управление технического нормирования, стандартизации и сертификации в строительстве и ЖКХ Госстроя России. М., 20004.

92. Соколовский С.В. О гидравлическом расчете шахтного водослива. -Сборник трудов ОИСИ. Труды кафедры гидравлики, водоснабжения и канализации, г. Одесса, 1959, вып. VIII, стр. 71-86.

93. Справочник по гидравлическим расчетам. Под редакцией П.Г. Киселева. Издание 4-е, переработанное и дополненное. М.: Энергия, 1972, 312 с.

94. Справочник по гидротехнике. // ВНИИ ВОДГЕО. М.: госуд. Изд-во литерытуры по строительству и архитектуре, 1955. 828 с.

95. Сухомел Г.Н и Розовский JI.JL О растекании бурного потока. ГТС № 1-2, 1947 (уточнения).

96. Труды Новочеркасского инженерно-мелиоративного института. Том IX «Гидравлика и гидрология», 1964.

97. Технический проект. Гидроузел на реке Северный Кебир в САР. М.: Институт «Гипроводхоз», 1977.

98. Указания по гидравлическому расчету водосливов. Ведомственные строительные нормы. (2 вариант). Проект. JL: ВНИИГ, 1992, с. 12.

99. Ю2.Уорсинг А., Чеффнер Дж. Методы обработки экспериментальных данных. М.: Иностранная литература, 1949, 347 с.

100. Ханов Н.В. Вихревые водосбросы с наклонной шахтой и тангенциальным завихрителем потока: Автореферат на соискание уч. ст. к.т.н. М: МГМИ, 1993. - 27 с.

101. Ханов Н.В. Обоснование методов гидравлических расчетов водосбросов с Вихревые тангенциальными завихрителями: Автореферат на соискание уч. ст. д.т.н. М: МГУП, 1998. - 46 с

102. Чистяков A.M. Лабораторные исследования гидротурбинных блоков приплотинных ГЭС и сопоставление результатов их исследований с натурными. Труды координационных совещаний по гидротехнике. Выпуск XXII, Энергия, 1965.

103. Чугаев P.P. Гидравлика. Л.: Энергоиздат, 1982, 672 с.

104. Ю7.Чугаев P.P. Гидротехнические сооружения. Глухие плотины. М.: Высшая школа, 1975.

105. Шахтные водосбросы. Библиографический указатель / ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Л.: ВНИИГ, 1975. - 54 с.

106. Ю9.Швайнштейн A.M. Строительные туннели. Гидравлические условия работы. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 128 с. - (Б-ка гидротехника и гидроэнергетика; Вып. 85).

107. ПО.Шванштейн А.П. Экспериментальное заключение о гидравлических условиях работы шахтного водосброса гидроузла Джедра (Алжир). Санкт-Петербург, 2003.

108. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. М.: Энергия, 1991, 639 с.

109. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. М.: Энергоатомиздат, 1984.

110. ПЗ.Штеренлихт Д.В., Алышев В.М., Яковлева JI.B. Гидравлические расчеты. М.: Колос, 1992, 287 с.

111. Розовский I.JI., Цветков JI.K. Низьконашрш шахтш водоскиты при земляных греблях, KieB, АН СССР, 1969 г.

112. Andrew Chadwick and John Morfett. Hydraulics in civil and environmental engineering. London and New York, 1999. - стр. 425-426.

113. Dams for hydroelectric power in Italy. Vol. 6. Associazione nazionale imprese distributica-Milano. 1953.-стр. 147-157.

114. Bradley J.N. Morning-Glory shaft spillway: prototype behavior. -Proceedings of the American Society of civil engineers. Discussion Separaten. New York, 1954, Vol. 80, № 431.

115. Camp C.S. and Howe I.W. Test of circular Weirs. Civil Engineering, april 1939, Vol. 9, № 4, N-Y, ASCE.

116. Gheogniu V., Arsenie D., David I. Consideratii privind proiectarea deversoarelor tip «Margareta». Bui. Stin. si tehn. Inst, politechn. Timisoara. Ser. Constr., 1971, 16. №2.

117. L'Energia Elettrica, Vol. 6,1933.

118. Peterka A.T. Morning-Glory shaft spillway: performance tests on prototype and model. Proceedings of the American Society of civil engineers. Discussion Separaten. New York, 1954, Vol. 80, Sept., № 433.

119. Proceedings of the American Society of civil engineers. Discussion Separaten. New York. 1954.

120. Wagner W.E. Morning-Glory shaft spillway: determination of controlled profiles. Proceedings of the American Society of civil engineers. Discussion Separaten. New York, 1954, Vol. 80, Sept., № 432.