В брошюре содержится краткий обзор конструкций шахтных водосбросов (преимущественно средне- и высоконапорных), построенных и запроектированных за рубежом и в СССР, а также некоторые данные по их эксплуатации. На основе анализа экспериментальных и теоретических исследований дается методика проектирования и гидравлического расчета шахтных водосбросов, приводятся рекомендации по выбору водосливных воронок, противоводоворотных конструкций, шахт, поворотного колена, отводящего туннеля. Работа предназначается для инженеров-проектировщиков; она также полезна студентам вузов и техникумов гидротехнической специальности.

Введение

Глава первая. Условия применения и классификационные признаки шахтных водосбросов
1. Условия применения шахтных водосбросов
2. Классификационные признаки шахтных водосбросов

Глава вторая. Конструкции шахтных водосбросов
3. Нерегулируемые и регулируемые шахтные водосбросы
4. Конструкции водосливных воронок
5. Конструкция шахт
6. Конструкции поворотных участков (колен)
7. Конструкции отводящих туннелей и их концевых участков

Глава третья. Некоторые эксплуатационные характеристики шахтных водосбросов
8. Особенности работы шахтных водосбросов
9. Некоторые данные эксплуатации шахтных водосбросов

Глава четвертая. Экспериментальные и теоретические исследования элементов шахтных водосбросов
10. Условия подхода воды к водосливным воронкам и роль противоводоворотных конструкций (ПВК)
11. Исследование пропускной способности водосливных воронок
12. Вакуум и его значение для элементов конструкции высоконапорного шахтного водосброса

Глава пятая. Проектирование и гидравлический расчет шахтных водосбросов
13. Некоторые общие требования и особенности технико-экономического расчета шахтных водосбросов
14. Пропускная способность шахтных водосбросов
15. Расчет шахты переменного поперечного сечения

Литература

Введение

Первый шахтный водосброс построен в Англии в 1896 г. при плотине Блэкстонского водохранилища. В последние годы такие водосбросы находят все большее применение во многих странах мира; наибольшее распространение они нашли в США, здесь в 1953 г. при арочно-гравитационной плотине Хангри Хорз высотою 172 м построен шахтный водосброс (пока самый большой в мире) на расчетный расход около 1 500 м³/сек.

В дореволюционной России низконапорные шахтные водосбросы без затворов (нерегулируемые) пропускной способностью порядка до 15,0 м³/сек применялись в помещичьих хозяйствах при плотинах на прудах и водоемах винокуренных и сахарных заводов.

В Украинской ССР до и после Великой Отечественной войны нашли большое применение низконапорные нерегулируемые шахтные водосбросы пропускной способностью до 50 м³/сек и более, в связи с широким строительством прудов и водоемов в колхозах и совхозах. Такие водосбросы подробно освещены в трудах ряда авторов и в данной работе не рассматриваются.

В 1930—1932 гг. в СССР впервые были выполнены довольно смелые проекты строительства высоконапорного и средненапорного водосбросов в составе соответственно Сулакской (Чиркейской) ГЭС на р. Сулаке на расход 1 700 м³/сек и Сионского гидроузла на р. Иори (Грузинская ССР) на расход 300 м³/сек. В 1936 г. шахтные водосбросы предусматривались в составе Колымской ГЭС, несмотря на суровые климатические условия Восточной Сибири, к сожалению, ни один из этих проектов осуществлен не был.

Сулакский и Сионский шахтные водосбросы были испытаны А.Н. Ахутиным и А.И. Севко на моделях крупных масштабов; полученные результаты были использованы ими при разработке известного метода гидравлического расчета, который без существенных изменений применяется у нас более 30 лет. Между тем этот метод необходимо и возможно существенно уточнить на основе накопившихся результатов многочисленных экспериментальных и теоретических исследований отечественных и зарубежных авторов.

При этом весьма важно подчеркнуть, что практика использования более 50 шахтных водосбросов, построенных в различных странах мира, в значительной мере снимает имевшиеся ранее опасения в отношении надежности их в эксплуатации даже в довольно суровых климатических условиях.

Наличие благоприятных эксплуатационных характеристик и более совершенных методов гидравлического расчета шахтных водосбросов несомненно будет способствовать расширению применения их в гидротехническом строительстве, в том числе и в гидроузлах высокого напора.

В последние годы в СССР быстрыми темпами развертывается строительство ГЭС в предгорных и горных районах. Суммарный гидроэнергетический потенциал рек этих районов составляет около 80% от общего гидроэнергетического потенциала нашей страны.

При возведении гидроузлов на таких реках для отвода строительных расходов в преобладающем числе случаев применяются строительные туннели, наличие которых во многом предопределяет перспективность строительства шахтных водосбросов.

В данной брошюре обобщены важные, с нашей точки зрения, результаты экспериментальных и теоретических исследований шахтных водосбросов среднего и высокого напора, а также некоторый опыт их эксплуатации и сделана попытка использования накопленных материалов в части уточнения вопросов их проектирования и гидравлического расчета.

От редакции. При работе над рукописью брошюры и ее издании редакции было оказано содействие со стороны коллектива Кафедры гидротехнических сооружений МИСИ имени В.В. Куйбышева, при непосредственном участии докт. техн. наук С.М. Слисского и доц. H.Н. Пашкова.