Введение к работе
Актуальность проблемы. Водохозяйственные организации Сирийской Арабской Республики на протяжении последних лет осуществляют масштабное строительство новых водных объектов, в числе которых имеется большое количество крупных речных водохранилшцных и водозаборных гидроузлов. Эти объекты весьма важны для экономики САР, большая часть территории которой является зонами пустыни и полупустыни. Годовой слой осадков на этих территориях не превьппает 300...500 мм. Большая часть растительности этих зон в летнее время выгорает, а существующие водотоки - пересыхают. С целью улучшения условий произрастания на этих землях сельскохозяйственных культур их орошают водой из искусственно созданных водохранилищ на реках Ефрат, Северный Кебир, Оронт и их притоках.
Сирия принадлежит к числу стран, в которых пять тысячелетий назад зародилась гидротехника. Все это время ее крестьяне строили гидроузлы с плотинами, водосбросами и водозаборами каналов. Многие из этих сооружений являлись водопропускными и имели в своем составе водосливные пороги практического профиля. Основная особенность последних заключается в том, что в их нижних бьефах необходимо осуществлять гашение избыточной энергии сбросного потока. Известно большое количество конструкций гасителей, предназначенных для выполнения таких футшшй. Одной из таких конструкций, известным гидротехникам уже на протяжении почти двух тысячелетий, является ступенчатая сливная грань водосливного порога. В ее пределах осуществляется гашение энергии потока, только что мнновшего гребень водослива. При этом достигается высокая степень диссипации энергии потока и приемлемые, с точки зрения обеспечения условий течения в нижнем бьефе, кинематические характеристики последнего. Однако, несмотря на большую историю существования ступенчатых сливных граней как элемента конструкции водосливного порога, они оказались недостаточно изученными и слабо распространенными в практике гидротехнического
строительства. Настоящее аттестационное исследование было задумано как научная попытка идентификашш ступенчатых сливных граней к климатическим и гидрографическим условиям Сирийской Арабской Республики, а также расширения использования последних в странах с жарким климатом. Внедрение указанных конструкций в практику водохозяйственного строительства САР позволит получить значительный экономический эффект.
Целью работы является разработка на основании результатов анализа современной научно- технической литературы и лабораторных модельных гидравлических исследований научно-обоснованных рекомендаций по расчетному обоснованию и проектированию вакуумных водосливных плотин со ступенчатыми сливными гранями.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
установить реальные диапазоны использования в практике
конструкций водосливных плотин со ступенчатыми сливными
гранями;
исследовать основные режимы работы сливных ступенчатых
граней водосбросных высокопороговыхллохшц
проверить на основе результатов собственных
крупномасштабных модельных тидравлических исследований
существующие рекомендации по проектированию и
назначению основных параметров ступенчатых сливных
граней рассматриваемых водосбросных плотин;
Исследовать закономерности лзменения основных
характеристик процесса сопряжения бьефов с помощью
совершенного гидравлического прыжка при различных
конструкциях ступенчатых сливных граней водосбросных
высокопороговых плотин с вакуумными оголовками.
Научная новизна и практическая ценность диссертации. Основные элементы научной новизны проведенного нами исследования сводятся к следующему: впервые на основе лабораторных исследований на крупномасштабных моделях проверены ранее существовавшие
рекомендации по режимам работы и конструктивному оформлению ступенчатых сливных гранен водосливов практического профиля с вакуумным оголовком; детально изучен характер изменения вдоль по длине ступеїгчатой сливной грани значений коэффициента скорости Ф; установлено, что наиболее интенсивно диссіпіация энергии потока происходит на ступенчатых гранях, состоящих из ступеней различной длины;
осуществлен пересчет лабораторных данных по <р на плолпгу высотой 20м. Показано, что данные автора получены для весьма широкого диапазона изменения удельных расходов; установлено, что ступенчатые сливные грани позеоляют резко уменьшить средние скорости в сжатом сечении по сравнению с прямолинейными сливными гранями;
подтверждено, что гидравлические сопротивления ступенчатых сливных граней можно рассчитать по зависимости, предложенной В.С.Боровковым и Ф.Г.МзйраноЕским; впервые предложены графики п зависимости, позволяющие прогнозировать параметры совершенного гидравлического прыжка на участке сопряжения за ступенчатой сливной гранью. Доаповерноапь результатов и. выводов работы подтверждается тем, что при проведении крупномасштабных модельных гидравлических исследований использованы корректные современные методы моделирования и пересчеты полученных опытных данных на натуру, а также результатами многочисленных сопоставлений полученных данных с измерениями других отечественных и зарубежных исследователей. Апробация полученных результатов. Основные результаты диссертации докладывались на заседаниях кафедры гидротехнических сооружений МГУП (1995-2000гг.), а также на конференциях молодых специшшстов и аспирантов университета (1997-2000г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Работа изложена на 135 страницах машинописного текста,
