Водослив

Водослив. Если вода переливается через преграждающую поток стенку или вырез в этой стенке или же через вырез в береге около стенки, то В. называют как получаемое при этом гидравлическое явление (смотрите Гидравлика), так и само устройство. По типу стенки, через которую переливается вода, В. различают: а) с тонкой стенкой или порогом (фиг 1, где Н—высота напора), б) с широким порогом (фигура 2), в) промежуточные

между вышеуказанными, различных форм (фигура Зи4). Первые употребляются главным образом для измерения расходов воды в потоках небольшого размера, при лабораторных опытах. Вторые включают в себя устройства для пропуска воды под насыпями, для обхода плотин и т. д.; сюда же относятся флютбеты разборчатых плотин, бейшлоты и прочие Промежуточные формы находят применение в глухих водоподъемных плотинах. По форме В., представляющие вырезы в стенке, могут быть прямоугольными,

Фигура 3. Фигура 4.

трапецоидальиыми, треугольными, параболическими и тому подобное. В практике употребляются лишь В. с вертикальной стенкой; прямоугольные В. употребляются в сооружениях; остальные формы вырезов находят применение почти исключительно при лабораторных исследованиях. Стенка, или порог,

Фигура 5. Фигура 6.

В. в плане (фигура 5) может иметь начертание прямой линии (наиболее употребительная форма), расположенной перпендикулярно

или под углом к оси потока, и ломаной или кривой линии (резке применяемая форма).

По отношению к подводящему потоку В. бывают: а) без бокового сжатия (фигура 6),

«в

У//////////////////Ш

Фигура 9.

Фигура 7.

когда подводящий канал имеет одинаковую ширину с В., и б) с боковым сжатием, когда В. имеет меньшую ширину, чем подводящий канал (фигура 7). По типу сопряжения переливающейся струи с нижним бьефом, то есть с частью потока ниже В., различаются В. незатопленные (фигура 8) и затопленные (фигура 9). В первых из них нижний бьеф непосредственно ниже стенки имеет уровень, не превышающий порога, во втором он расположен выше порога. Расход воды через незатопленный В. определяется для прямоугольного водослива из уравнения расхода воды через отверстие в вертикальной стенке сосуда: dQ=μb ‘Zgh dh,

где Q — расход через отверстие, Ь—ширина отверстия, h—переменный напор, д— ускорение силы тяжести, μ—коэффициент расхода. Интегрирование при напоре Н, то есть разности высоты горизонта выше В. и высоты стенки, дает

Я=^bу2дН

в случае, если скорость подхода мозкно не принимать во внимание, то есть в случае, например, водослива из водохранилищ, регулирующих бассейнов и т. д. Если же скорость подхода воды к В. имеет величину ν₀, то принимается вместо Н величина

В коэфф. μ включено и исправление данных, полученных для В. в тонкой стенке, без сжатия струи и при малых напорах, для применения кВ., имеющим гребень некоторой толщины, при боковом сжатии и значительных напорах. Этот коэфф. можно принимать:

1) при хорошо очерченном гребне с закруглениями ребер и боковых направляющих стенок μ=0,83; ²/₃ μ= 0,55; 2) при вертикальной грани и плоском гребне с острыми ребрами μ^ 0,67; ²/₃ fie 0,45; 3) для В. небольшой ширины без боковых направляющих стенок μ ^ 0,60; ²/₃ μ ^ 0,40. Для затопленного В., при возвышении уровня ниже В. над его гребнем h,

μΗ + μ,Ιΐ],

при чем коэфф. μ берется по предыдущему, а коэфф. μ₁ для случаев, приведенных выше, имеет величину: 1) при μ= 0,83, μ_{1 =} 0,67; *2) при μ=0,67, μ_χ=0,62. Такой случай имеет место, например, для флютбетов разбор-чатых плотин, причем если прохождение воды затрудняется подшипниками и другими устройствами, тогда лучше брать во втором случае μ= μ₁=0,60—0,65. В случае В. через водоспускные или судоходные отверстия можно брать μ=μ!=0,75—0,85.

В. для измерения расходов воды на небольших ручьях, каналах и т. д.·—см. Гидрометрия. В гидротехнических сооружениях В. находят очень широкое применение. Водосливными устройствами являются водосливные части глухих плотин и разборча-тые плотины со щитами, сегментные, плотины Шаноана и Дефонтена, водоспуски, ступенчатые В., или перепады, трубы под насыпями, работающие неполным сечением, и т. д. Водосливные части глухих плотин служат для выпуска из резервуара за плотиной излишней воды. В плотинах каменных, бетонных, частью и деревянных, перелив воды происходит через гребень самой плотины на некоторой ширине ее, называемой водосливом, или водосливной частью плотины. В плотинах земляных, а также в каменных или бетонных очень малой толщины, где перелив воды через гребень не допускается, устраивают особые В. или в самом теле плотины, по типу В. в глухой плотине, или в стороне от плотины.

Боковые В. устраивают ступенчатые, иногда без ступеней, в виде канала или гал-лереи с выпуском воды ниже плотины. Раз-борчатыеплотины (По-аре) со щитами (Яниц-кого или Буле) имеют целью регулирование горизонтов воды выше плотины выпуском части воды через верх щитов (фигура 10); вынимая щиты, можно или увеличивать ширину В. или понижать гребень его, увеличивая таким образом расход воды через пло.тину.

Падающая с гребня В. вода принимает форму свободно падающей струи. При водосливе малой высоты наружную стенку обыкновенно делают вертикальной; при большей высоте падения струи, во избежание размывов у подошвы водосливной части, необходимо или делить высоту падения на ступени или придать водосливной части

Фигура 11.

профиль, соответствующий очертанию падающей струи в верхней части В.; нижнюю часть обычно делают по закруглению, чтобы придать струе при сходе с водослива горизонтальное направление. В первом случае получаем обычный В., во втором случае— ступенчатый (фигура И), а в третьем—водосливную плотину (фигура 12). При построении профиля водосливной части стремятся к тому, чтобы струя жидкости постоянно

соприкасалась с телом В.; при таком положении течение по ней будет равномерн., без неправильностей и вихрей. Сопряжение с нижним бьефом струи зависит от скорости течения, глубины в нижнем бьефе и величины разности уровней верхнего и нижнего бьефов (перепад) z по сравнению с высотой стенки р

(фигура 13). При условии — οί ei0,75 получается так называемым прыжок воды (фигура 13, II), при меньшем значении — имеет место затоплен-

ный прыжок (III на фигуре 13), а при большем— отогнанный прыжок (I на фигуре 13). Для того чтобы «прыжок» был

затопленным, необходимо увеличить глубину ниже В., то есть устроить так называемым водобойный колодец (фигура 14, размеры в м). На ступенчатых водосливах,

с целью уменьшить действие падающей воды на дно у подошвы В., также устраивают водобойные колодцы или гидрав личе-ские подушки.

Лит.: Анисимов Н., Плотины, М., 1923—24; Engels Н., I-Iandbuch des Wasserbaues, В. 2, 1923; Handbucb der Ingenieurwissenscliaften, T. Ill, B. 2, Abt. 2, Leipzig, 1913; Hentze R., Der Wasserbau, Leipzig. 1920; Fresow F., Der Wasserbau, Berlin, 1925—26; К паи er H., Der Wasserbau, Strelitz, 1923. К. Акулов.