Файл: Земляновский, Д. К. Общая лоция внутренних водных путей учеб. пособие.pdf

ется и занимает такое положение, при котором наклонные балки являются продолжением противоположных судовозных путей, а входной торец камеры обращен в сторону спуска. После этого камера спускается до входа в воду другого бьефа. Продолжи­ тельность одного полного двустороннего цикла 80—90 мин.

Маневрирование судов при входе в камеру и выходе из нее имеет определенные трудности, в частности то, что судно должно выходить из камеры или входить в нее задним ходом.

§ 16. НИЖНИЙ БЬЕФ ГИДРОУЗЛА

Регулирование стока. В течение года сток рек неравно­ мерен. Во время половодий и паводков вода идет в большом ко­ личестве и почти не используется. В меженный же период из-за малых расходов воды глубина нередко становится недостаточной для судоходства, ухудшается водоснабжение городов и орошение полей.

Для лучшего и планомерного использования водных ресур­ сов сток рек регулируют. Для этого на реке строят плотину, выше которой создают водохранилище, где в весеннее половодье и во время паводков скапливается вода, которую используют затем по

пользуют в маловодные периоды года. В многоводные годы при полном наполнении водохранилища излишнюю часть воды сбра­ сывают через плотину. Годовое регулирование стока имеет боль­ шинство ГЭС: Волгоградская, Горьковская, Новосибирская, Куй­

что в многоводные годы вода накапливается, а в маловодные го­ ды ее расходуют. Многолетнее регулирование стока предусмот­ рено на Цимлянской, Иркутской и Бухтарминской ГЭС.

Н е д е л ь н о е и с у т о ч н о е регулирование. Электроэнергия потребляется неравномерно, следовательно, неравномерен и сток, потребный для выработки ее.

Недельное регулирование обусловлено неравномерным пот­ реблением электроэнергии в течение недели (так, в воскресные дни потребление электроэнергии наименьшее). При этом виде ре­ гулирования накопленная за воскресный день вода расходуется в течение недели, сток воды в нижнем бьефе будет поэтому не­ равномерным.

Суточное регулирование связано с неравномерным потребле­ нием электроэнергии в течение суток. Наибольшее потребление — днем, когда работают предприятия, а наименьшее-— ночью и в предутренние часы. В период наибольшего потребления электро­ энергии на гидроэлектростанции работают все турбины и в ниж­ ний бьеф поступает большое количество воды. При наименьшем

76

потреблении часть турбин останавливают, в водохранилище в это время накапливается вода, поэтому количество воды, поступаю­ щей в нижний бьеф, сокращается.

Недельное и суточное регулирование, зависящее от энергети­ ческой нагрузки, применяется на гидроузлах, рассчитанных на годовое и многолетнее регулирование стока.

Регулирование стока уменьшает весенний подъем уровня и повышает меженный уровень воды в нижнем бьефе. На рис. 42 показаны графики уровня воды на Волге у Ярославля до (1936 г.) и после (1942 г.) создания Рыбинского водохранилища.

ют колебание уровня и пере­ формирование русла в ниж­ нем бьефе, заносится судо­ вой ход в зоне перехода во­ дохранилища в реку и т. д.

Особенности гидрологи­ ческого режима нижних бьефов. Современные круп­ ные гидроузлы улучшают

судоходные условия водных путей. В результате образования во­ дохранилищ значительно увеличился навигационный расход воды в нижнем бьефе ряда рек. Это повысило судоходные глубины на реках. Например, на Дону увеличение расхода воды со 160 до 580 мъ/сек позволило увеличить гарантийные глубины ниже Цим­ лянского гидроузла более чем в 2,5 раза.

Регулирование стока при помощи водохранилищ небольшой емкости не везде дает хорошие результаты. Например, ниже Но­ восибирской ГЭС значительного улучшения условий судоходства не наблюдается.

В ряде случаев неравномерность попусков воды через турбины ГЭС приводит к большому колебанию уровней и, несмотря на об­ щее увеличение глубин, затрудняет судоходство.

Каждый нижний бьеф можно разделить на два характерных по режиму уровней и условиям судоходства участка: первый рас­ положен в 30—100 км от гидроузла, второй — вслед за первым. Первый участок характеризуется резко выраженными колебани­ ями уровня воды, с амплитудой 1—3 м, вызванными неравномер­ ной работой ГЭС. При этом наиболее сильные колебания бывают вблизи ГЭС. По мере удаления от гидроузла амплитуда колеба­ ний уменьшается и к началу второго участка составляет

77

15—20 см. Второй участок имеет относительно небольшие коле­ бания уровней воды.

В табл. 11 приведены сведения о колебаниях уровня воды в

во вторник и даже в среду. Например, ниже Новосибирской ГЭС

55 см, ПО км — 40 см; 200 км — 30 см.

Уменьшение попуска воды в выходные и праздничные дни мо­ жет затруднять движение судов с полной осадкой.

Суточное регулирование стока вызывает резкие колебания уровней воды, достигающие 1—2 м. По мере удаления от гидро­ узла волна попуска, распространяясь вниз по течению, постепен­ но распластывается, поэтому амплитуда суточных колебаний уровня воды постепенно сокращается. Высота волны уменьшает­ ся из-за неодинаковых скоростей перемещения ее гребня и скло­ нов. Гребень волны попуска перемещается быстрее, чем подо­ шва, в связи с чем уклон лобового склона увеличивается, а тыло­ вого уменьшается. Передний склон волны, имея большой уклон, перемещается быстрее тылового, поэтому волна растягивается и распластывается.

Волна попуска распространяется в нижнем бьефе с опреде­ ленной скоростью. Для практических целей время повышения уровня воды в определенном пункте, лежащем ниже гидроузла, можно определить путем расчета скорости перемещения волны попуска по приближенной формуле Л. С. Кускова

78

пониженных уровней созданы графики. По графикам судоводи­ тель может определить для всех перекатов время минимального и максимального уровня, амплитуду изменения уровня, а также начало его спада и подъема. Такие графики приводятся на неко­ торых навигационных картах, помещаются в лоциях и пособиях для судоводителей.

Регулирование стока меняет гидрологический режим нижне­ го бьефа. В водохранилище в связи с выпадением наносов про­ исходит осветление воды. Осветленная вода, поступая в большом количестве и со значительной скоростью в нижний бьеф, размы­

ны. На верхнем участке, где изменение уклона велико, русло уси­ ленно перерабатывается.

При попуске резко возрастают продольные скорости течения, которые выравниваются по вертикали. Иногда на перекатах дон­ ные скорости становятся больше поверхностных. Это приводит к размыву русла.

Переформирование русла и перекатов особенно активно про­ исходит на участках, где сказывается суточное регулирование стока. Колебания уровня воды влияют и на состояние пере­ катов нижнего бьефа. При подъемах уровней происходит их на­ мыв, при спадах — размыв. В начале навигационного периода для интенсивного размыва перекатов иногда увеличивают попуски воды. Колебание уровня уменьшает устойчивость землечерпатель­ ных прорезей, поэтому такие участки требуют повторения дноуг­ лубительных работ.

Регулирование стока благоприятно сказывается на удаленных от гидроузла участках нижнего бьефа: сток распределяется рав­

ло правильной формы, предназначенное для движения по нему

79