Гидроэнергетическое строительство в России и за рубежом
Гидроэнергетическое строительство в России и за рубежом.
Уроки прошлого, проблемы настоящего.
Принципиальная схема работы затворов "Гидроплюс": а - вода переливается через гребень; б - входная труба принимает воду; в - затвор опрокидывается; 1 - балласт; 2 - водоприемник; 3 - дренажное отверстие; 4 - опорный блок; 5 - внутреннее пространство; 6 - входная труба
Для некоторых створов эти проблемы частично разрешаются устройством защитной размываемой дамбы, когда средний паводковый сток пропускается через обычные водосливы с затворами или без, а при катастрофических паводках с вероятностью раз в 100 или 500 лет вода переливается через гребень защитной дамбы, размывает ее и тем самым обеспечивается дополнительная пропускная способность сооружения. Такое решение в ряде случаев оказывается экономически эффективным и предотвращает разрушение основной плотины при отказе затворов во время обычного среднего паводка, однако накладывает ограничения на обстановку у водохранилища, поскольку при этом происходит большое внезапное наводнение по объему намного большее, нежели подошедший к плотине паводок.
Идея нового технического решения фирмы "Гидроплюс" состоит в том, что на гребне плотины устанавливается ряд специальных бетонных сооружений, каждое из которых автоматически опрокидывается при достижении определенной отметки уровня в водохранилище и увеличивает пропускную способность водосливного фронта в той мере, как это необходимо для пропуска катастрофического паводка определенной величины. Эти сооружения работают по типу плавкого предохранителя в электрической цепи и получили название "предохранительные затворы" (fasegates).
Предохранительные затворы фирмы "Гидроплюс" представляют собой независимые, свободно стоящие на гребне плотины гравитационные блоки. Их высота составляет примерно 75% глубины потока на гребне водослива без затворов при пропуске полного проектного паводкового расхода. Средний паводковый сток свободно переливается через их вершину, а во время больших паводков блоки поочередно опрокидываются относительно небольшого удерживающего уступа, расположенного на гребне плотины со стороны нижнего бьефа. Количество опрокидывающихся блоков зависит от фактической величины катастрофического паводка. Таким образом, это водопропускное сооружение работает как водослив без затворов при среднем стоке и как сооружение с затворами при очень большом паводке и это происходит автоматически и абсолютно надежно. Необходимо лишь несколько дней для того, чтобы восстановить опрокинувшиеся блоки. В зависимости от размеров водослива обычно требуется установить от 5 до 20 таких предохранительных блоков.
Конструкция и принцип работы предохранительного затвора ясны из рисунка.
Водосливная часть Хоробской ГЭС с затворами фирмы «Гидроплюс»
Каждый предохранительный затвор устанавливается на пороге водослива и упирается в невысокую раму, заделанную в гребень. Конструктивно блок состоит из трех частей:
- главная стальная или железобетонная конструкция, создающая водосливной фронт и имеющая зигзагообразную или лабиринтную форму кромки для увеличения длины водосливного фронта и уменьшения глубины переливающегося потока при среднем паводке (рис. а);
- расположенная у дна блока нижняя камера, изготавливаемая обычно из железобетона;
- водоприемник нижней камеры в виде колодца, создающего пониженное давление в нижней камере.