§ 42. Кривая подпора

После строительства на реке плотины естественный характер движения воды в русле нарушается, с верхней по течению стороны плотины (в верхнем бьефе) образуется водохранилище (рис. 70) с характерным негоризонтальным продольным профилем, который называют кривой подпора Z_H.

Кривая подпора имеет сложный характер, зависящий от уровня воды в водохранилище, от площади поперечного сечения русла и долины реки, от скорости потока и коэффициента шероховатости русла и поймы. Кривая подпора на больших водохранилищах распро­страняется на значительные от плотины расстояния. Место, где кривая подпора выходит на естественный уровень реки, называют выклиниванием подпора. В зависимости от степени напол­нения водохранилища выклинивание кривой подпора меняет свое положение. Так, в периоды половодий и паводков выклинивание подпора происходит на более высоких отметках и на большем уда­лении от плотины, при меженных уровнях — на более низких отмет­ках и соответственно ближе к плотине.

Приближенное расстояние L от плотины до места выклинивания кривой подпора можно подсчитать по формуле

где h — созданный у плотины напор,

i — средний продольный уклон водной поверхности реки.

В непосредственной близости к плотине, когда значительные массы воды поступают на лопасти турбин, уровни воды могут быть несколько ниже НПУ.

Необходимость знания кривой подпора диктуется важными, положениями. Отметки уровня воды в водохранилище на участке, Z_H-Z_K оказываются выше отметки НПУ (см. рис. .7.0), поэтому при обозначении на местности (отбивке) контура водохранилища должна быть учтена эта величина возвышения уровня, так как в про­тивном случае часть объектов после наполнения водохранилища может оказаться в зоне затопления или подтопления. Помимо этого, на указанном участке создается дополнительный (против НПУ) запас воды, который при сработке водохранилища дает дополнительно некоторое количество электроэнергии. В итоге знание положения кривой подпора дает возможность предрассчитать величину этого резервного источника.

Детальное изучение кривой подпора и характера ее изменения целесообразно только для больших водохранилищ. Как уже говори­лось, расчет кривой подпора делается на основе гидравлической теории. Однако существующая теория пока еще не в состоянии учесть всю массу факторов, влияющих на характер кривой подпора на конкретном участке реки, поэтому для проверки теории необхо­димо иметь материалы фактических наблюдений за кривой подпора. Для этой цели наиболее пригодны геодезические методы, в частности методы высокоточного геометрического нивелирования. Однако задача определения фактической кривой подпора достаточно сложная, так как в связи с большими размерами водохранилищ необходимо Длительное время прокладывать нивелирные ходы большой длины и высокого класса (второго и первого), во многих частях водохрани­лища вести наблюдения за уровнями и учитывать другие факторы.