Хидродинамички утицаји на евакуационе објекте хидротехничких грађевина

Abstract

У оквиру докторске дисертације су анализирани хидродинамички утицаји на зидове и дно умирујућег базена иза степенастог брзотока гравитационих бетонских брана. На физичком моделу је испитан утицај геометријских карактеристика степенастог брзотока (степен сужења и висина степеника) и параметара течења (протока и дубине доње воде) на хидродинамичка оптерећења у умирујућем базену. На основу анализе резултата моделских испитивања, изведене су емпиријске једначине, којима се, у зависности од поменутих параметара, описују хидродинамички притисци на зидове и дно умирујућег базена. Провера предложених емпиријских израза извршена је на резултатима хидрауличких моделских испитивања степенастог пелива на брани „Бузина“. Резултати испитивања на физичком моделу затим су коришћени за одређивање емпиријских израза за добијање меродавних хидродинамичких утицаја на зидове и дно умирујућег базена. На основу добијених резултата предложене су мере за осигурање умирујућег базена од појаве потпритисака, односно од штетних утицаја кавитационе ерозије услед хидродинамичких утицаја. Резултати овог истраживања се могу успешно применити при пројектовању умирујућих базена, пре свега у нижим фазама пројектовања.

Hydrodynamic loads on the walls and the bottom of the stilling basin downstream of the stepped chute of a concrete gravity dam have been analysed. A physical scale model was constructed to invetigate the influence of the stepped chute geometry (the constriction angle and the step height) and flow characteristics (discharge, expressed via the Froude number at the constriction, and the downstream flow depth) on the hydrodynamic loads in the stilling basin. Based on the scale model results, new empirical expressions for the assessment of hydraulic loads on the walls and the bottom of the stilling basin are proposed. In addition, the risk of flow induced vibrations and cavitation were estimated. The obtained expressions were tested and validated using the results obtained on the physical scale model of the Buzina dam stepped spillway. The obtained results can be used during the early design stages for the assessment of hydrodynamic loads in stilling basins.