8 Проектирование водосбросного сооружения

8.1 Основные правила размещения водосбросного сооружения на местности

В периоды паводков и половодий в пруду скапливается объем воды, который может превысить форсированный подпорный уровень и вызвать разрушение плотины. Для отвода избыточных вод из чаши пруда устраивают водосбросное сооружение. Сброс воды начинается после того, как пруд наполнится до отметки нормального подпорного уровня.

Водосброс представляет собой сопрягающее сооружение с подводящим и отводящим каналами. В качестве сопрягающего сооружения применяют быстротоки или ступенчатые перепады. Сопрягающее сооружение располагают на одном из склонов балки нижнего бьефа.

Подводящий канал к сопрягающему сооружению прокладывают в обход плотины. Входную часть канала располагают на расстоянии 40-50 м от плотины. Ось канала располагают таким образом, чтобы расстояние от бровки канала до места сопряжения гребня плотины со склоном балки составляло 15-20 м.

Для предотвращения подмыва сухого откоса плотины сопряжение отводящего канала с тальвегом балки делают в 50 м ниже плотины.

Водосбросное сооружение рассчитывают на пропуск вод балочного весеннего стока 1%-й обеспеченности.

8.2 Расчет максимального расхода балочного стока в период весеннего снеготаяния

Максимальные расходы поверхностного стока образуются в периоды весеннего снеготаяния и летних ливней.

Максимальные расходы балочного стока в период летних ливней в 3-4 раза больше максимальных расходов талых вод. Однако объем стока в ливневый период времени во много раз меньше объема стока талых вод. Поэтому объем ливневого стока будет полностью аккумулироваться в пруду.

Таким образом, расчетным является максимальный расход талых вод при весеннем снеготаянии.

Максимальный расход балочного стока в период весеннего снеготаяния Q_1%, м³/с, рассчитывают по отношению:

Q_1% = , (31)

где h_сл.ст1% - высота слоя весеннего стока 1% обеспеченности, мм;

k_нер – коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов. Для степной зоны Северного Кавказа при площади водосбора менее 200 км² и 1% обеспеченности показателей стока k_нер = 1,0;

k_сниж1 – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды рек, зарегулированных озерами и водохранилищами;

k_сниж2 – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заселенных и заболоченных бассейнах. Для степной зоны Северного Кавказа коэффициенты k_сниж1 и k_сниж2 равны 1,0;

k_друж – параметр, характеризующий дружность половодья на малых реках. Параметр k_друж принимаем равным 0,025;

S_в/с – площадь водосбора балки, км²;

n – показатель степени редукции. Для степной зоны Северного Кавказа показатель степени редукции составляет 0,25.

Q_1% = = 17,5 м³/с

Высоту слоя весеннего стока 1% обеспеченности определяем по формуле:

h_сл.ст1% = h_сл.ст × k_1%, (32)

где h_сл.ст – средняя многолетняя величина слоя весеннего стока, мм;

k_1% - модульный коэффициент 1% обеспеченности.

h_сл.ст1% = 32 × 3,93 = 125,76 мм

Модульный коэффициент 1% обеспеченности определяем по таблице 6 в зависимости от коэффициента вариации годового стока k_вар. Коэффициент вариации годового стока показывает относительное среднее квадратичное отклонение годовых модулей стока от среднего многолетнего значения. Коэффициент вариации годового стока находим по рисунку 8 методических указаний.

Таблица 6 – Модульные коэффициенты 1% обеспеченности

Коэффициент вариации годового стока kвар	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4
Модульный коэффициент 1% обеспеченности k1%	3,71	4,15	4,60	5,05	5,53	6,02	6,55