автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Совершенствование расчетов конструкций нижних бьефов водосбросных плотин при маневрировании затворами

Р Г Б ОД

2 I» АПР 1995

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИГОДООБУСГГОЙСТВА

СОВЕРЕНСТВОВйШЕ РАСЧЕТОВ КОСТРУКЦИЙ НИШХ БЬЕФОВ ВОДОСБРОСНЫХ ПЛОТИН ПРИ МАНЕВРИРОВАНИИ ЗАТВОРАМИ

05.23.07 - Гидротехническое и мелиоративное строительство

На правах рукописи

ВАРНВДИН Александр Владимирович

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1995г

Работа выполнена на кафедре гидротохничооких вооружений Моокоаокого Гооударотвенного уиивероитета природообуотройотвв

Научные руководители - доктор технических наук,

профессор, академик АВ# А.Т. КАВЕШНИКОВ - кандидат технических наук, доцент Н.Т.КАВЕШНИКОВ

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор, действительный член АВ'М Ю. П. ПРАВДИВЕЦ ' - кандидат технических наук,

доцент Д. В. КОЗЛОВ Ведущая организация: Инженерный научно-производственный центр

по водному хозяйству и экологии "Союзводпроект"

Защита состоится " 3 / » , х,«?.^?__1995г. в часов

на заседании специализированного совета К 120.16.01 в Московском

Государственном университете природообустройства по адресу:

127550, Москва, ул. Прянишникова, 19, МГУП.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУП.

Ваш отзыв, заверенный печатью, в 2-х экземплярах, просим направлять по

вышеуказанному адресу.

Телефон для справок - (095) 976-24-60 Автореферат разослан - " №» 1995г.

Ученый секретарь специализированного совета К 120.16. 01. кандидат технических наук,доцент

И.М.ЕВДОКИМОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность_проблемы. Одно из основных требований к эксплуатации водосбросных сооружений - обеспечение равномерного распределения удельных расходов по ширине нижнего бьефа. Устройство гасителей энергии не всегда позволяет добиться'требуемого эффекта, в связи с чем возникает необходимость маневрирования затворами. Надежное обоснование схем маневрирования затворами при наличии гасителей энергии практически отсутствует, поэтому для каждого конкретного сооружения такую задачу приходится решать путем специальных исследований. При этом возникает вопрос расчетного обоснования гидравлических условий в нижнем бьефе, назначения размеров элементов крепления, прогноза русловых деформаций непосредственно за креплением. Однако сведения о надежности конструкций концевых или переходных участков крепления весьма ограничены.

В ситуации маневрирования затворами наиболее ответственным периодом является работа сооружения при нарастании и спаде пропускаемого расхода. ■ . ,

Существующая методика разработки схемы маневрирования затворами основана на сравнении бытовой глубины нижнего бьефа и второй сопряженной глубины гидравлического прыжка, образующегося прИ; пропуске заданного расхода. Однако теоретический путь решения в условиях пространственной задачи и при наличии в нижнем бьефе гасителей энергии -. не всегда надежен. Поэтому становится необходимым решать эти вопросы с прмощью натурных и лабораторных исследований.

Одним из распространенных и надежных типов концевых креплений является ковш. Однако в его конструкции уязвимым является крепление откоса, примыкающего к рисберме. Для определения размеров отдельных плит крепления используются различные методики, но в настоящее время ни одна из них не учитывает в полной мере всех факторов. В одном случае нагрузки на плиты крепления определяются как для 2-го ряда плит рисбермы, в другом - железобетонные плиты выступают как второстепенный элемент крепления. Отсутствие четких рекомендаций по расчету плит крепления ковша связано с недостатком сведений о величине и характере гидродинамических нагрузок, действующих на откосе ковша. Вследствие этого, в ряде случаев, на действующих гидроузлах это привело к разрушению концевого крепления.

Изучению перечисленных вопросов посвящена настоящая работа, результаты которой помогут в некоторой степени восполнить имеющиеся пробелы.

Цель_работы заключается в создании на основе теоретических, экспериментальных и натурных исследований надежного способа расчета схемы маневрирования затворами, а также с/ совершенствовании методики определения гидродинамических нагрузок, действующих на откос ковша.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести гидравлические исследования нижнего бьефа многопролетной плотины при различных режимах сопряжения;

- разработать схему маневрирования затворами для обеспечения оптимальных гидравлических условий формирования потока в никнем бьефе;

- осуществить замеры гидродинамического давления в различных точках откоса ковша;

- изучить статистические характеристики параметров гидродинамических нагрузок;

-определить коэффициенты корреляции между параметрами пульсации давления с целью прогнозирования гидродинамических: нагрузок на откосе ковша;

- выполнить натурные исследования воронки размыва с целью определения тенденций формирования ее в условиях маневрирования затворами.

Наз£Чн§я_новизна работы заключается в следующем:

- разработана новая методика определения схемы маневрирования затворами;

- определены статистические характеристики гидродинамического давления на откосе коша; •

- показана взаимосвязь гидродинамических нагрузок на откосе ковша со схемой маневрирования затворами;

- получены эмпирические зависимости стандарта пульсации давления от расхода и количества открытых пролетов;

- в натурных условиях выявлены закономерности формирования воронки размыва за сооружением в условиях маневрирования затворами.

_Практшеснад_ценность. Предложены научно обоснованные способы расчета маневрирования затворами и прогнозирования величины гидродинамического давления в границах откоса ковша. Применение их в практике повышает надежность крепления и служит научно-техническому прогрессу в гидротехническом строительстве и эксплуатации сооружений.

Апробация_работы. Результаты научно-исследовательской работы периодически заслушивались и были одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава М17П (бывшего

МГМИ) и Брянского СХИ. Осноаные выводы опубликованы в журнале "Мелиорация и водное хозяйство", 1991г., »9; в трудах МП1И 1988, 1989, 1991 гг.", материалах научно-практической конференции молодых ученых (г.Брянск) 1991г.; информационном листке №274-92 Брянского ЦНГИ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, ..пяти глав, выводов, списка литературы из 135 наименований. Она изложена на42.7 страницах машинописного текста и имеет /4 таблиц и S3 рисунка .

Содержание работы

В_первой_главе проанализированы результаты научных исследований по нижнему бьефу гидротехнических сооружений, рассмотрено большое число конструкций водобойных сооружений и концевых креплений, в том числе новых технических решений в конструкциях нижнего бьефа, повышающих надежность гидротехнических сооружений.

Возрастание местных размывов русла за сооружением и разрушение крепления происходит вследствие сбойности течения, неравномерности распределения.удельных расходов в плане.

Вопросами исследований гидравлики я гидродинамики потока в нижнем бьефе занимались Беглярова Э.С., Беляшевский H.H., Гунько Н.ф., Дворк'ин Б.В., Исаев А.И., Кавешников А.Т., Кавеш-ников Н.Т., Караулов Б.Ф., Кузьмин С.А., Кумин Д.И., Леви И.И., Лысенко П.Е., • Лятхер В.М..Орешкин Ю.Г., Правдивец Ю.П., Прово-рова Т.П., Розанов Н.П., Россинский К.И., 1^мянцев И.С., Смирнов Л.В., Черных О.Н., Чехонадских B.C., Швайнштейн A.M., Штерн лихт Д.В., Щицкий Г.А. и многие другие.

Теоретические методы расчета нижнего бьефа пока еще недостаточно совершенны. В связи с этим для построенных гидроузлов

приходится устанавливать наиболее рациональные схемы маневрирования затворами на плотине, используя опыт эксплуатации аналогичных сооружений или проведя лабораторные модельные исследования (гидроузлы Сурский, Феллуджа в Ираке, Курский и др.).

Крепление нижнего бьефа, рассчитанное на пропуск максимальных расходов в условиях работы всего водосливного фронта, оказывается недостаточно надежным при работе отдельных пролетов (особенно концевая часть). Объясняется это тем, что при работе части пролетов глубины нижнего бьефа оказываются меньше, чем при работе сооружения полным фронтом.

Современные методики расчета устойчивости плит крепления предполагают знание всех нагрузок, в том числе и гидродинамической составляющей.

Ограниченность сведений об исчерпывающем знании общей картины нагружения, а также об устойчивости концевых креплений, особенно креплений железобетонными плитами, вызывает необходимость проведения соответствующих исследований.

По результатам анализа литературы по теме исследования сделано заключение о необходимости тщательных натурных и модельных исследований, в которых следует изучить кинематику потока в нижнем бьефе при различных схемах маневрирования затворами и динамическое воздействие потока на откос ковша,

§2_£!2Р2Й_Е2§2§ приводится методика гидравлических и гидродинамических исследований нижнего бьефа семипролетного водосбросного сооружения (на примере Сурского гидроузла Пензенской области).

Водосбросная плотина представляет собой водослив практического профиля с горизонтальной вставкой на гребне, разделенный

- б -

бычками на семь пролетов по 14 м , перекрываемых плоскими затворами, каждый из которых оборудован подъемным устройством. В никнем бьефе в качестве гасителя устроена водобойная стенка высотой 2,75 м. Диапазон изменения пропускаемых расходов -20-4000 м3/с. Напор на гребне водослива при НПУ -7 м, при ШУ - 8,5 м.

Моделирование велось по законам гравитационного подобия, где определяющим критерием является число Фруда Рг =1с!ет.

При этом обеспечивались условия автсмодельности по числу Рейнольдса.

Минимальный масштаб при моделировании различных расходов изучаемого объекта получен по значениям числа Рейнольдса для граничных условий, С учетом параметров экспериментальной установки выбран масштаб моделирования равный I : 70, в соответствии с .которым была запроектирована и изготовлена модель.

Материал, принятый для изготовления водосливной части плотины, бычков и других элементов сооружения -оргстекло, дерево, бетон и т.п.

При экспериментальных исследованиях осредненные скорости измерялись микровертушкой с электромеханическим счетчиком оборотов, расход воды на модели - с помощью треугольного водослива. Уровни верхнего и нижнего бьефов определялись с помощью шпицен-масштабов.

Для гидродинамических исследований применен комплекс аппаратуры, включающий восемь датчиков давления ДЦМ-6, усилитель мощности сигнала 4АНЧ-М22А., а в качестве записывающего устройства - магнитограф Н067, Статическая тарировка датчиков прове-

дена непосредственно на модели до и после завершения опытов. Запись сигналов проводилась одновременно с четырех датчи-

щью устройства аналогового ввода передавалась на ЭВМ СМ1833.03, где проводилась ее обработка. В результате были получены необходимые статистические характеристики процесса пульсации давления на откосе ковша.

Для решения задачи оптимизации многофакторного процесса применена методика экстремального планирования эксперимента.

Параметром оптимизации был выбран стандарт пульсации гидродинамического давления. Задача сведена к серии двухфакторных экспериментов при фиксированных значениях расхода. В качестве управляемых факторов выбрано число открытых пролетов и величина расхода, а в качестве функции отклика - полином вида

В третьей, главе рассмотрены результаты гидравлических исследований нижнего бьефа.

Установлены границы существования различных режимов сопряжения бьефов (рис.1).

Режим I - работа сооружения одним центральным пролетом при пропуске расхода до 0,125брод, который сопровождается отгоном прьиска и образованием транзитной струи в центральной части нихнего бьефа.

ков на четыре канала магнитографа. Полученная информация с помо-

теоретические коэффициенты, которые заменяются коэффициентамр регрессии по результатам опытов.

Режим 2 - работа сооружения тремя или пятью пролетами при пропуске расхода до 0,35$та1С . При этом на рисберме вдоль береговых устоев возникают транзитные струи, а в центральной части рисбермы образуется застойная зона.

Режим 3 - устанавливается при работе плотины полным фронтом во всем диапазоне пропускаемых расходов. Скорости потока на рисберме близки к расчетным.

В ходе экспериментов выявлены такие схемы работы водослива, которые приняты как недопустимые по условиям эксплуатации и в дальнейшем не рассматривались. Это в основном несимметричные схемы открытия пролетов (рис. 2).

При работе семи пролетов в нижнем бьефе устанавливается донный режим сопряжения с затопленным прыжком. Эпюры скоростей в конце рисбермы показывают достаточно равномерное распределение расхода по ширине. Максимальная осредненная скорость при этом превышает величину средней скорости не более чем на 1055.

При работе пяти и трех пролетов за закрытыми крайними пролетами возникают водовороты, скорости в которых достигают величины (З...4)й:в. (¡г, - средняя скорость в конце рисбермы). Скорости в водоворотах за неработающими пролетами при трех работающих пролетах почти в 2 раза меньше, чем при работе пяти пролетов. Максимальные значения скоростей потока на рисберме при этом расположены у береговых устоев. Подняв затворы крайних пролетов на 0,3...0,6 от величины открытия работающих пролетов, можно несколько вьгравнить скорости потока в конце рисбермы в плане.

При пропуске расхода через один пролет {0,за водобойной стенкой образуется мощная транзитная струя и возникает отогнанный прыжок, который несколько подтоплен за счет притока воды из прилегающих боковых водоворотов.

Рассмотрены случаи полного открытия одного затвора. Во время открытия центрального пролета при открытии других на величину 0,2Н в конце крепления наблюдалось увеличение удельного расхода до величины (е^ -среднее значение удельного расхода в конце рисбермы для данного расхода). После увеличения открытия остальных пролетов до величины 0,5Н значение удельного расхода составило 1,2^,.

В ходе изучения гидравлических условий в нижнем бьефе производились замеры скоростей в конце рисбермы, максимальные значения (^ „д, ) представлены в относительных величинах в зависимости от относительных величин расхода А', и ширины водосбросар (рис. 3).

Сравнение максимальных удельных расходов в конце рисбермы <р„ах (рис.4), определенных по значениям ^ „аК|С удельными расходами на гребне водослива (^ г ) дает представление о распределяющем воздействии на поток водобойной стенки, что характеризуется коэффициентом соотношения удельных расходов (рис. 5):

к1=-о-- • ( I )

' гяа»

Следует отметить, что пересечение кривых на рис.5 в точке, соответствующей расходу 0,32 Щ„ах » указывает на то, что при таком его значении, коэффициент К^ не зависит от числа работающих пролетов.

Контрольный пропуск расхода 0,32^^ через один пролет показал, что в этом случае ^ Ц г • т'е*

Как видно из рисунка 5, коэффициент К^ при работе одного пролета и с учетом выражения (I) изменяется в пределах от 3 (при 0,05 0. так > До 1,2 (при 0,32 ).

Общий вид кривых, приведенных на рис.5, для различного

числа открытых пролетов, показывает, что в интервале (0,32... 0,6)Ита, соотношение лежит в пределах 1,2.»1,5. Это

обстоятельство позволяет сделать допущение, что и К^ , характеризующий работу одного пролета, при значениях свыше 0,320тах будет изменяться в пределах 1,2...1,5.

Исследования показали, что открытие центрального пролета на величину "а", определенную по^г, не вызвало увеличения скорости потока в конце рисбермы свыше 1,21^.^. . При этом, ^ г определялся следующим образом:

> (2)

где ^к 5 здесь <2 - пропускаемый расход;

В - ширина рисбермы в конце крепления;

1г = } здесь площадь поперечного сече-

р ния потока в конце рис-

бермы.

Установлено также, что для данного типа сооружений наиболее эффективной является "расходяптся" схема'маневрирования, при которой открытие пролетов начинается с центрального.

На основе результатов наших гидравлических исследований разработаны рекомендации по маневрированию затворами.

Суть этих рекомендаций заложена в методике определения удельного расхода на гребне водослива , с помощью которого рассчитывается величина открытия центрального пролета "О/".

В качестве исходных данных используются величины, поддающиеся прямому контролю: напор на гребне, бытовая глубина нижнего бьефа.

В соответствии с рекомендациями величина открытия центрального пролета определяется по известному выражению:

где ^г - УДельный расход на гребне водослива;

- коэффициент расхода отверстия на гребне водослива;

- действующий напор с учётом скорости подхода. Величина определяется по графику, показанному на

рис.6. Этот график построен на основе зависимости

Лг = /ш)

с использованием коэффициента Кц . Необходимое число работающих пролётов находится по графику рис.7, где показана зависимость числа работающих пролётов л от бытовой глубины Дг (в относительных величинах).

С использованием фор^лы (3) и зависимости Ог

-/М

рассчитан график (рис.8) оперативного управления центральным пролётом. При этом пропускную способность последнего можно определить, например, преобразовав соответствующим образом форкулу (3). Величина отбытия каждой следующей пары пролётов должна быть в пределах 0,3...0,6 от величины открытия уже работающих.

Четвё£тая_глава посвящена исследованию гидродинамических нагрузок на верховой откос ковша.

Обработка результатов эксперимента на ЭБ'д позволила получить спектральную плотность х$ (£ ) процесса пульсации давления, автокорреляционную функцию $ ( Т ), стандарт пульсации давления (э (рис.9).

Установлено, что частота пульсации изменяется с изменением режима потока.

При пропуске расходов, соответствующих (0,05...0,125) 0„,а.х через один центральный пролет (/3 =0,14) ведущая частота имеет самые высокие значения и составляет 4,0...4,5 Гц (на модели).

При работе трех пролетов - (0,05...0,35)0тад ,уЗ «0,43 -величина ведущей частоты снижается до I...0.8 Гц.

Дальнейшее увеличение числа работающих пролетов приводит к снижению ведущей частоты на модели до 0,3 Гц. Минимальные частоты пульсации имеют место при работе водосброса полным фронтом.

При пропуске расходов по схеме, предложенной в наших рекомендациях, значения частот, полученные на модели, варьируют в пределах 0,4...0,2 Гц.

Одним из важнейших параметров, характеризующих турбулентность потока, является стандарт пульсации давления. На рис. 9,в приведена зависимость величины нормированного стандарта цульсации от расхода и числа работающих.пролетов.

Концентрированные пропуски расходов С приß » 0,14... 0,43) вызывают увеличение стандарта пульсации. При пропуске расходов по рекомендованной нами схеме величина стандартов пульсации снижается и становится практически одинаковой по ширине ковша.

Нормированные стандарты пульсации, найденные для верхней части ковша, колеблются в пределах 0,002...О,ОС®.

В этой же главе проведена количественная оценка тесноты связи параметров гидродинамической нагрузки в различных точках откоса ковша, что позволяет:

- получить общую картину пульсации давления в пределах откоса ковша;

- прогнозировать нагрузки в различных точках откоса.

Здесь же получены уравнения, показывающие величину стандарта пульсации давления в верхней (<äf) и нижней ) частях ковша в зависимости от расхода Q и количества откры-

- 13 -

тых пролетов л сТН\ сдЛиЧиНОк):

/ )

¿А ^у^мх/

При этом для массива значений получена высокая зависимость стандарта пульсации от(7 и п (коэффициенты корреляции

0,72 и ?<-„=» 0,63 соответственно), а для массива«^ получена высокая корреляция с числом открытых пролетов » 0,74) при слабой зависимости от величины расхода (^.д» 0,24).

рассмотрено влияние схемы маневрирования затворами на формирование воронки размыва.

Натурные исследования семипролетного водосброса Сурского гидроузла, проведенные в течение 6 лет, позволили определить тенденцию интенсивного развития воронки размыва за креплением нижнего бьефа в условиях произвольного маневрирования затворами (1986, 1987 гг.) и значительную стабилизацию ее при рекомендованной схеме маневрирования затворами (1988...1991 гг.).

Резкое изменение плановой конфигурации воронки размыва наступает при увеличении удельных расходов в конце рисбермы более чем в два раза относительно равномерно распределенного удельного расхода.

Анализ результатов натурных обследований указывает на то, что сбойные течения на данном сооружении вызывали перемещение донных отложений в пределах воронки, в то время как равномерный поток при использовании рекомендованной схемы маневрирования затворами выносит донные отложения за ее пределы, способствуя стабилизации размыва.

Заключение..

Основные выводы, полученные на основе выполненных теоретических, лабораторных и натурных исследований, могут быть сформулированы следующим образом:

1. Анализ литературных источников, проектных материалов, натурных обследований позволил установить, что несмотря на накопленный опыт проектирования, строительства и эксплуатации водосбросных сооружений гидроузлов относительно слабо изучены гидрав-

. лические и гидродинамические условия работы концевых (переходных) участков крепления нижнего бьефа при маневрировании затворами, особенно выполненных в виде ковша,

2. Обобщение сведений по исследованиям гидравлических'условий на концевых участках ковша показало, что в дополнительном изучении нуждаются вопросы, касающиеся работы такого хрепления

в условиях маневрирования затворами, с целью выявления закономерностей формирования потока при различных открытиях пролетов, прогнозирования их на стадии проектирования и повышения эффективности технической эксплуатации водосбросных сооружений. В связи с этим рекомендуется в первую очередь исключить несимметричные схемы открытия пролетов, так как это приводит к образованию сбойных течений в нижнем бьефе. Последние могут быть как устойчивыми, когда транзитная струя расположена по оси открытых пролетов, так и неустойчивыми, что проявляется в перемещении транзитной струи поперек рисбермы. Эти обе формы сбойного течения значительно ухудшают условия работы крепления.

3. Следует отметить как нежелательные по условиям эксплуатации симметричные схемы открытия пролетов, когда они открываются на одинаковую величину до 0,5Н (Н - напор на гребне).

- 15 -

При этом открытие в центральной части водосбросного фронта более половины пролетов, характеризуемых р »0,43...О,72, приводит я образованию на. водобое за закрытыми пролетами мощных водоворотов, способствующих возникновению на рисберме сбойного течения. Поток в этом случае имеет две транзитные струи которые располагаются вдоль береговых устоев, а в центральной части рисбермы образуется застойная зона с продольными скоростями, близкими к нулю. Удельные расходы транзитной струи могут достигать значений (1,5-2)^.

Во время открытия всех пролетов (уЭ »1) скорости по ширине рисбермы одинаковые, но вдоль устоев наблюдается увеличение удельных расходов до 1,5

4. Не допускается полное открытие одного пролета, независимо от его расположения относительно оси водосброса, при открытии других пролетов на величину менее 0,2Н, так как на рисберме образуется транзитная струя с удельными расходами до .

5. Изучение гидравлических условий работы нижнего бьефа показало, что определяющее значение для планового формирования потока на рисберме имеет принятая схема маневрирования затворами. В связи с вышеизложенным рекомендуется:

-применять на сооружениях подобного типа расходящуюся схему маневрирования затворами;

- использовать бытовую глубину в нижнем бьефе ( Нр ) в качестве основного фактора для определения величины открытия центрального пролета (а1 );

- назначать величину открытия последующих пролетов в пределах 05» (0,3. ..0,6)а^, » (0,3...0,6)<Э2 и т.д.

При выполнении названных условий удается избежать образования водоворотов за крайними закрытыми пролетами и выравнить

- 16 -

удельные расходы по ширине рисбермы до значений 1,2^..

6. В результате выполненных экспериментальных исследований по определению гидродинамических нагрузок, действующих на откосе ковша установлено, что нормированный стандарт пульсации давления изменяется в пределах 0,002...О,006 в его верхней части,от 0,006 до 0,012 - в нижней. Ведущие частоты пульсации давления на модели в этом случае находятся в пределах 3...5 Щ при работе центрального прохвта и уменьшаются до 0,2...0,5 Гц при открытии трех и более пролетов. При пропуске расходов в соответствии с нашими рекомендациями они составляют 0,2,..0,5 Гц во всем диапазоне сбрасываемых расходов. Вид автокорреляционной функции указывает на наличие почти периодической составляющей, что свидетельствует об эргодичности процесса пульсации.

7. Использование теории планирования эксперимента позволило более, чем на половину сократить число опытов и систематизировать результаты экспериментальных исследований, это дало возможность провести тщательный теоретический анализ полученных результатов. При этом установлена высокая корреляционная зависимость параметров пульсации давления в различных точках откоса ковша как при работе сооружения по рекомендованной схеме, так и в случае открытия части пролетов (уЗ ж 0,71...1,0). Коэффициент корреляции в первом случае составил 7 « 0,87...0,98, а во-втором соответственно z * 0,75,..0,96.

8. Получены эмпирические зависимости - уравнения регрессии -для определения величины стандарта пульсации в верхней и нижней частях откоса ковша. Установлена высокая корреляционная зависимость величины стандарта пульсации давления на начальном участке откоса от расхода и числа открытых пролетов. На конечном участке также сохраняется его высокая зависимость от числа открытых про-

лётов, но значительно уменьшается влияние величины расхода.

9. Расчетами установлено, что ведущая частота пульсации давления потока на 1...2 порядка ниже частоты собственных колебаний плит крепления откоса, а стандарт пульсации на расстоянии более - длина прыжка) от сжатого сечения не зависит от размера плит, т.е. эффект осреднения нагрузки по площади плиты практически не проявляется* Это дает основание считать, что устойчивость плит крепления откоса можно рассчитывать по схеме квазистатического загружения. Поэтому предлагается использовать полученные в работе зависимости для определения величины стандарта пульсации давления при расчете нагрузок, действующих на крепление откоса ковша.

10. В результате натурных исследований в течение ряда лет было определено, что произвольное маневрирование затворами приводит в ряде случаев к увеличению удельных расходов в конце рисбермы до 2и более, вызывая интенсивные размывы за креплением. Использование рекомендуемой схемы маневрирования затворами стабилизирует плановые размеры воронки размыва и ее глубину.

11. Учитывая перспективность направлений, затронутых в данной работе, представляется возможным кратко сформулировать задачи дальнейших исследований:

- для получения сведений, позволяющих расширить область применения разработанных рекомендаций по маневрированию затворами провести аналогичные гидравлические исследования плотин с большим числом пролетов;

- продолжить натурные наблюдения за воронкой размыва на действующем сооружении с целью контроля за ее состоянием и др.

Основные положения диссертации изложены.в следующих работах:

1. Кавешников Н.Т., Варывдин A.B. Гидравлические условия в нижнем бьефе Сурского гидроузла. //В сб. Исследование гидротехнических сооружений и водохозяйственных комплексов. М. :МШИ, 1988.-.с.25-30.

2. Крупнов Н.В., Варывдин A.B. Гидравлические исследования многопролетной водосливной плотины. //Груды МШИ. М.:М1МИ,1989.

3. Кавешников А.Т., Варывдин A.B. Гидродинамические нагрузки на крепление ковша в условиях маневрирования затворами. Дурная "Мелиорация и водное хозяйство", 1991,- №9„-с. 32-34.

4. Варывдин A.B. Планирование многофакторного эксперимента при поиске оптимальных условий и определении нагрузок на крепление нижнего бьефа водосбросной плотины. //Тезисы докладов научно-технической конференции "Молодежь, молодое ученые

и специалисты в решении задач промышленного и агропромышленного производства". Брянск, 1991г.

5. Кавешников А.Т., Варывдин A.B. Гидродинамические исследования плит крепления ковша многопролетной водосбросной плотины. /Дезисы докладов научно-технической конференции МШИ, 1991,- 1с.

6. Варывдин A.B. Влияние схемы маневрирования затворами

на формирование воронки размыва. Информационный листок № 274-92, Брянский ДНГИ. 1992.

омMI Л »

/2/г. У Основные гидравлические режит/ прс/ Симметричном открытии пралзтпб

-г~ ТШ1ГГ

1 » H

\ Щ111 • ■->', \ i

ы J г Л+,

V 1 -ч-f-

ы

тм

й-от,

Рис.2 СКсйные течения лри несимметричной открытии пролётоб.

0,?5 0,50 0,75

Рис. 3 Относительные зшения максимальных скоростей потока 6 конце рисЕеРмы при различном чиш открытых пролётов (/).

24<0 >6,0 &г> 0

Ф Ф 0,6 в,8 Рис. 4 Значения мяксима/чмш уде/гъниг РасхвЗоб I конце рнс$ргны ¿)гтх / лгА'лу- • мости аг р и Ке

2,0 ¿0 0,0

0,2 0,4 0,6 ■ 0,6 Рис, 5Ссотношение удельных рцсхоВа$ма 1реГн( (одаслиба. <}г и 6 конце рисГермы ¡зависимости ог числа работающих пеолётоб и расхода.

3 lS

\

N V

\

\ \

чг-

о-

<гм

О?

4s

§

i.

0

5 55

J S

§ £

! &

1 *

S*

1 I

"S à

^ «i g §

■0.

Ж

x?

■ [ —u 1

°C> ЧЭ

s §

I

1

4

« ^

S

» ^ §

к, ^ - i

5

S *

N

4 й

I

g I

S

3

Si

Ç

Л

Cl' й

s* s.

s ^

I а*

с. s

PI

ы

ч I

i h,

Ш

tí s

S 1 А

^ -ь ï пз ч s

"Р

?

Со

Í >ï

I

I

1

Ä:

I

I

■SS» M

Л

Сй

il

•Ra

I

II \1 4 s u

\ 1 к

\

1 y ' I . \lj

\