        Открытый береговой водосброс с прямым отводом воды от водослива. Такой тип водосброса особенно часто применяют в случае плотин малой и средней высоты.
        В общем случае при наличии нескального грунта водосброс с прямым отводом воды состоит из четырех частей (рис. 6.8): 1) подходного канала или подходной выемки I; 2) водослива в виде входного порога D с соответствующим устройством за ним для гашения энергии II; 3) отводящего промежуточного канала III; 4) сбросного устройства IV, при помощи которого преодолевается сосредоточенное падение напора.
        Подходной канал делают с горизонтальным дном или дном, имеющим обратный уклон. Скорости воды обычно в этом канале очень малы, как правило, берега и дно канала не покрывают креплением, даже если они образованы легко размываемым грунтом.
        Водослив представляет собой водосливную плотину (с затворами или без них) - бетонную, железобетонную или деревянную.
        Отводящий промежуточный канал рассчитывают на равномерное движение воды в нем, причем так, чтобы средняя скорость потока v не превышала максимально допустимой скорости vмакс; зависящей от материала стенок канала. Для примера в табл. 6.3 приведены приближенные данные в отношении vмакс (подробные сведения о vмакс даются в соответствующих нормах).

Таблица 6.3

Максимально допустимые скорости при равномерном движении воды

Материал стенок канала

vмакс, м/с

несвязные грунты:

пыль, ил

0,15 - 0,20

песок

0,20 - 0,60

гравий

0,6 - 1,20

связные грунты:

супесь и суглинок

0,7 - 1,0

глина

1,0 - 1,8

скальные породы:

осадочные

2,5 - 4,5

кристаллические

20 - 25

крепления:

одиночная мостовая

3,0 - 3,5

двойная мостовая

3,5 - 4,5

бетонная облицовка

5 - 10

С целью уменьшения объема земляных работ при строительстве канала его стараются сделать уже, но зато более глубоким. Чтобы в канале не образовалась кривая спада, обусловливающая увеличение скорости v, в конце канала устраивают порог Е (см. рис. 6.8). Высоту этого порога С' определяют по формуле

(6.1)

где h0 - нормальная глубина воды в канале (при Qрасч) и H'- напор на пороге Е, работающем как неподтопленный водослив; величину Н' устанавливают по расходной формуле соответствующего водослива (для Qрасч).
        Если промежуточный отводящий канал достаточно короткий, то дно его можно проектировать горизонтальным. В этом случае канал приходится рассчитывать по формулам неравномерного движения воды. При благоприятных топографических условиях промежуточный j канал может и отсутствовать. В этом случае вода, пройдя водослив, будет поступать непосредственно в сбросное устройство, и водослив будет являться головной частью этого устройства.
        Сбросное устройство выполняют в виде быстротока или многоступенчатого перепада. Быстроток представляет собой канал большого уклона, значительно превышающий критический. Поток в пределах быстротока находится в бурном состоянии. Иногда быстроток может иметь большую длину, превышающую, например, 1 км. Различают следующие части быстротока: а) входную, которая образуется порогом Е (см. рис. 6.8); б) транзитную; в) концевую. Транзитная часть - собственно канал - выполняется из бетона, железобетона, дерева или прямо высекается в скале (без какой-либо обделки) и может иметь различную форму поперечного сечения.
        Концевую часть быстротока можно проектировать без отброса струи или с отбросом струи от быстротока, при этом наиболее часто предпочтение отдается второй схеме. Многоступенчатый перепад, как правило, строят колодезный. Здесь, в отличие от быстротока, энергия потока по длине сбросного устройства гасится относительно равномерно. Размеры ступеней перепада определяются гидравлическим расчетом. Многоступенчатый перепад можно устраивать при определенных уклонах местности и в случае нескального грунта. Эти перепады применяются только для плотин небольшой и средней высоты. Как правило, более экономичным сооружением является быстроток.
        Шахтный водосброс. Для шахтного водосброса обычно используется туннель, пробитый в береге для пропуска строительных расходов воды. По окончании постройки плотины существующий вход в туннель из водохранилища закрывают пробкой и делают новый вход в виде вертикальной или наклонной шахты. В период нормальной эксплуатации плотины вода в туннель может поступать только через воронку кольцевого водослива, образующего оголовок шахты (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Схема шахтного водосброса.
1 - воронка; 2 - шахта; 3 - строительный туннель; 4 - бетонная пробка; 5 - отводящий туннель; 6 - концевой участок (выход).

Движение воды в шахте и в туннеле должно быть безнапорным, что обеспечивается соответствующим подбором их геометрических характеристик (диаметра, уклона). Шахтные водосбросы целесообразны при высоких плотинах в узких скальных ущельях с крутыми склонами, неблагоприятными для осуществления других типов водосбросов. При определенных условиях этот водосброс может пропускать весьма большие расходы воды, например до 6000