Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 6. Часть II. Гидрологические наблюдения и работы на малых реках

Глава IX

ТОНКОСТЕННЫЕ ВОДОСЛИВЫ

§ 186. Тонкостенные водосливы относятся к типу сооружений, позволяющих измерять расход воды с наиболее высокой точностью. При этом необходимо соблюдать следующие, общие для всех водосливов этого типа требования:

1. Поскольку тонкостенный водослив - сооружение напорное, важно обеспечить, чтобы всякие утечки воды (под сооружением или в обход) были сведены к минимуму. Это требование выполняется при проектировании сооружения созданием водонепроницаемого основания, а также надежного сопряжения напорной стенки с естественными берегами.

2. Поток перед водосливом должен протекать прямолинейно. Ось симметрии водосливного отверстия совпадает с осью подводящего канала. Скорость потока выше водослива, в измерительном створе (скорость подхода), не должна превышать при пропуске наибольших расходов воды 0,5 м/с.

3. Водослив всегда должен работать в условиях незатопленного режима. При этом уровень нижнего бьефа располагается ниже отметки гребня (или вершины угла водосливного выреза для треугольных водосливов). Для обеспечения свободного подвода воздуха под переливающуюся струю в прямоугольных водосливах без бокового сжатия уровень нижнего бьефа должен быть по крайней мере на 10 см ниже гребня водослива.

4. Края выреза водосливного щита следует подвергать специальной обработке так, как показано на рис.IX.1.

Рис.IX.1. Заточка ребра водослива

5. Струя переливающейся воды должна падать свободно, не прилипая к стенке водослива (рис.IX.2). В случае прилипания струи к стенке пользоваться водосливом как измерительным устройством нельзя. Практически прилипание струи наблюдается при небольших напорах (меньше 5-6 см). Для уменьшения прилипания стенка водослива делается гладкой, что достигается окрашиванием ее масляной краской (это имеет и другую цель - предохранить металл от ржавления).

Рис.IX.2. Истечение через водослив при свободной (а) и прилипшей (б) струе

6. Гребень водослива должен возвышаться над дном реки перед стенкой (или над дном подводящего канала) не менее чем на 0,2 м.

7. Водомерные устройства: основной пост и приемную часть самописца уровня воды, служащие для измерения напора воды, следует располагать на расстоянии от водосливной стенки, равном трехкратному наибольшему напору на оси или у боковой стенки подводящего канала (рис.IX.3).

Рис.IX.3. Прямоугольный водослив без бокового сжатия

1 - ребро водослива; 2 - стенка водослива; 3 - место измерения напора; 4 - место подвода воздуха; 5 - канал отводящий

8. Перед водосливной стенкой недопустимы скопления мусора и отложение наносов, которые могут вызвать уменьшение превышения гребня водослива над дном верхнего бьефа или увеличение скорости подхода против допустимых пределов.

§ 187. Подводящий канал в случае его большого объема является своеобразным бассейном и может существенным образом трансформировать естественный гидрограф притока к створу измерительного сооружения (особенно дождевые паводки). Поэтому следует ограничивать площадь подводящего канала в зависимости от наибольшего расхода воды и продолжительности подъема расчетного паводка.

В табл.IX.1 приведены значения наибольших допустимых площадей подводящего канала водосливной установки в зависимости от вышеуказанных факторов.

Таблица IX.1

Площадь подводящего канала тонкостенных водосливов в м

Приведенные в таблице данные вычислены для канала с вертикальными стенками, т.е. для неблагоприятных условий (это дает некоторый запас в величине площадей).

Элементы расчетного паводка при пользовании таблицей определяются следующим образом:

1. В качестве расчетного берется расход паводка 5%-ной обеспеченности, дождевого или снегового происхождения.

2. Расчетная продолжительность подъема паводка при наличии наблюдений принимается равной наименьшей наблюдавшейся продолжительности подъема паводка с наибольшим расходом воды, близким к расчетному. При отсутствии наблюдений продолжительность подъема (в часах) может быть ориентировочно определена по формуле

,