Строительство и архитектура

Джурумбаева Р., Қожамқулова Г.

М.Х.Дулати атыңдағы Тараз Мемлекеттік Университеті

Суағарлы бөгеттің төменгі бьефінің ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫ туралы

Құрамында суағарлы бөгет бар гидроторапты жобалаудың маңызды кезеңдерінің бірі – ағын энергиясын тиімді бәсендету және бөгетте жапқыштарды меневрлеу барысында төменгі бьефте ауытқымалы ағыстарды болдырмау үшін осындай бөгеттің төменгі бьефінің конструкциялары үшін оңтайлы жағдайларды таңдау және есептеу болып табылады.

Төменгі бьефте ағынның кеңістіктікте жайылуы және сонымен байланысты теріс құбылыс – ағыстың ауытқымалылығы мәселелері гидротехникалық құралымдардың төменгі бьефін жобалауда ерекше орын алады.

Ауытқымалылыққа қарсы құрылғыларды таңдау бойынша бірқатар жарияланымдар бар [2,3], олармен күрес жүргізу шаралары да белгілі, бірақ көптеген зерттеулер, әсіресе су қашыртқылық алды бөлігінде судың симметриялы емес шығарылуына қатысты жағдайларға жалпыланбаған.

Су қоймаларының бөгеттік тораптарында жаппай гидротехникалық құралымдарды пайдалану тәжірибесі көрсеткендей, төменгі бьефтің бетон бекіткіші жиі деформацияланған немесе бұзылған жағдайда болады. Суұрма мен рисберма үшін әдетте айтарлықтай артық есептелетін ауыр темірбетон блок немесе плиталардан тұратын су тастағыштардың шыға беріс учаскесінің бекінісі деформацияланған және ағыс бойы төмен қарай ығыстырылған болып шығады. Оның себебі – бьефтердің жалғастыру зонасында ағын ауытқымалылығы, ол суұрма мен рисбермадағы жылдамдылық режимін кенет нашарлатып қана қоймай, төменгі бьефтің жеке құрылғыларына маңызды динамикалық әсерлері етудің себебіне айналып, едәуір шайып кетулерге, өзен арнаның түбі мен беткейлерінің қайта құруға алып келеді. Осылардың барлығын ашық аз аралықты су өткізгіш құралымдарды жобалау және пайдалануда олардың қауіпсіздігі және экстремалды өтімдерінің өту кезеңінде апаттарды болдырмау тұрғысынан ескерудің маңызы зор.

Қазіргі кезеңде кең төменгі бьефте ағынның кеңістіктікте жайылуымен байланысты құбылыстардың әлі тиісті қорытындылары жоқ және дұрыс шешімдер нақты құрылымдар модельдерінде лабораториялық зерттеулер жасау жолымен ғана шығарылуы мүмкін. Бөгетте жапқыштарды маневрлеу кезінде ағыстың ауытқымалылығын жоюға мүмкіндік беретін төменгі бьефтің конструкциялары жеткіліксіз әзірлеген.

Төменгі бьефтің конструкциялары жағымсыз ауытқымалы ағыстарсыз жұмыс істеулері тиіс; кері жағдайда немесе ауыр бекіністерді құруы немесе шайып кетулердің салдарымен күреске бағытталған шаралардың көлемі мен құны айтарлықтай ұлғаяды.

Жоғары арынды құрылымдардың су тастағыштар арқылы өтетін су ағын едәуір кинетикалық энергияға ие екендігін атап өткен жөн. Сондықтан жоғары арынды құрылымдарды жобалау барысында төменгі бьефтегі арнасы құрылымның орнықтылығына қауіпсіз болмайтындай шешім қабылдау маңызды. Шайылып кету шұңқырының тереңдігі белгілі бір ұйғарынды шекке жеткен соң тұрақталуы тиіс.

Гидротехникалық құрылыс тәжірибесінде жұмыр суұрма құдықтар кеңінен таралған, сонымен бірге, суұрма құдықтарға тақталар және пирстер түрінде арын бәсендеткіштертер орнатылатын нобайлар белгілі. Мұндай конструкцияларға жоғары динамикалық күш әсер етеді және де кавитация қауіптілігі өсе түседі [1].

Қазақ энергетика ғылыми зерттеу институты электр станциялары (Алматы қ.) гидротехникалық құрылымдары зертханасында бірнеше жыл бойы су қашыртқы құрылымдарының төменгі бьефтерінде ағынның артық кинетикалық энергиясын бәсендетуге арналған жаңа конструкцияларға зерттеулер жүргізілді [4].

Су қашыртқы құрылымдары үшін үнемді конструктивтік шешімді табуға ұмтылыс, ағызу майданының ұзындығын қысқартуға және үлестік өтімдерді ұлғайтуға алып келеді. Үлестік өтімдерді ұлғайтудың қолданыстағы тенденциялары төмен және орта арынды су қашыртқы құрылымдарының төменгі бьефтің бекіту конструкцияларын өзгетуге де әсер етті.

Жоғарыда келтірілгендей, суұрма құдықта гидравликалық шапшыманың пайда болдыруы ағын энергиясың бәсендетудің ең тиімді әдісі болып табылады.

Суағарлы бөгетінің кәдімгі суұрма құдығын зерттеу кезінде байқалды, егер суұрма құдықтың ұзындығы есептік ұзындықтан 20% кем және құрылымнан ақпаның қашыртқылауы қауіпсіз арақашықтыққа іске асыратын жиекке бұрышпен орналасқан тұмсықты-трамплинмен аяқталатын болса, қашыртқылайтың ағынның энергиясын тиімді бәсендетуге қол жеткізілуі мүмкін екені анықталды. Есептік өтімнен кіші өтімді өткізу кезінде энергияны бәсендету, батқан гидравликалық шапшымада суұрма плита төңірегінде жүргізіледі. Ең жоғарғы өтімді өткізу кезінде транзиттік ақпа суұрма плитамен жүріп тұмсық-трамплинмен ағынның бетіне ауытқиды, бұл кезде батқан ақпалы беттік режим пайда болады [5].

Тұмсықты және тосқауылды суағарлы бөгеттер, түпкі байланысу режимдерінен беттік немесе беттік-түпкі режимдерге өтуге мүмкіндік береді. Бұл кезде байланысу бөлігінде ең жоғарғы түптік жылдамдықтар мен қысымның жоғарғы құламалары 1,5-2,5 есе төмендейді, ол бетон бекіту плиталарының қалыңдығын және тас төсеніштің мөлшерлерін едеуір қысқартуға мүмкіндік береді. Егер, сонымен бірге, тұмсықпен түзілген беттік режимдер кезінде бөгет арқылы мұзды еркін тастауды қамтамасыз етуге болатынын ескерсек, онда тұмсықты бөгеттер, беттік режимдерді бөгет табаны мен бекітпені айтарлықтай қосымша тереңдетусіз-ақ алуға болатын жағдайда өте тиімді екенін мойындау қажет.

Ұсынылатың жаңа конструкциялар [4,5] суағар бөгеттің төменгі бьефінің тұрақты және төзімді жұмысын қамтамасыз етеді деген эксперименталды зерттеулердің негізінде қорытынды жасауға болады, ал оларды жұмыр суұрма құдығымен салыстырғанда, құдықтың ұзындығын 20-25% азайтуға мүмкіндік береді, соның есебінен құрылымды соғу және қайта құрудың күрделі шығындары азаяды.

Әдебиеттер:

1.Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений. – М.: Энергия, 1979.

2.Шинибаев А.Д., Калиев С.М. Некоторые особенности образования сбойных течений. //Вестник КазНТУ, - Алматы. 2004. -№ 5. с.95-101.

3.Грицан В.В. Гашение энергии за низконапорными трехпролетными сооружениями. Материалы научно-практической конференции. Москва, МГУП, 2008.

4.Гаситель энергии потока для гидротехнических сооружений. Джурумбаева Р., Джартаева Д.К., Ахмедова А.Т. Авторское свидетельство, №68572, Астана, 2010г.

5. Гидротехникалық құрылымдар үшін ағын энергиясын бәсендеткіш. Джурумбаева Р., Джартаева Д.К., Карлиханов О.К., Кожамкулова Г.Е. Автордың куәлігі №77146. Астана, 2012ж.