Определение расходов воды по водосливам

Водосливом называют установленную на пути движения водного потока преграду, через которую переливается вода. Преграда может быть сплошной или с вырезом в ней разной формы. Водосливы широко применяют в качестве подпорных плотинных устройств гидрометрических сооружений для определения расходов воды, шлюзов-регуляторов, водосбросных сооружений при плотинах и пр. Основные элементы водосливов приведены на рис. 19. Участок водосливного сооружения, где происходит перелив воды, называется порогом водослива. Превышение уровня воды перед водосливом (в верхнем бьефе УВБ) над порогом водослива образует напор Н(рис. 19,а). Напор измеряется на свае, установленной на расстоянии трех-пяти величин Н от порога. Величина с (рис. 19,а) характеризует толщину порога водослива.

В зависимости от формы водосливного отверстия водосливы подразделяются на прямоугольные (рис. 19,б), трапецеидальные (рис. 19,в) и треугольные (рис. 19,г). Разделяют водосливы и по толщине порога (толщине стенки). Если толщина порога составляет не более 0,5Н, то такие водосливы относят к водосливам с тонкой стенкой. Водосливы с тонкими стенками можно при небольших расходах воды использовать в качестве водомерных сооружений. Если величина напора более 2Н, то это водослив с широким порогом. Водосливы с широким порогом используются в качестве водосбросных сооружений при плотинах. На пропускную способность водослива влияет уровень воды ниже водослива (в нижнем бьефе). У незатопленных водосливов уровень нижнего бьефа ниже порога водослива и не влияет на расход вод через водослив. У затопленных уровень нижнего бьефа, располагающегося выше порога водослива, снижает расход.

Рис. 19. Водосливы:

а - общий вид; б - прямоугольный; в - трапецеидальный; г - треугольный

Расход воды через водослив определяют по формуле

Q = m_obH ,

где Q - расход, м³/с; b - ширина порога, м; Н - величина напора, м; m_o - модуль расхода, для незатопленных водосливов m_o = 1,95.

Расход воды через прямоугольный водослив с широким порогом определяют по формуле

Q = 1,4bH .

Расход через водосливы с тонкой стенкой прямоугольного трапецеидального и треугольного сечений (с углом выреза 90°) определяют по формулам:

Q_{прямоуг.} = 1,95bH ; Q_{трапец.} = 1,86bH ; Q_треуг. = 1,4H² .