Problemi evakuacionih organa brane "Grlište"

Abstract

Nasuta brana "Grlište", izgrađena od kamenog nabačaja sa uzvodnim betonskim ekranom, nalazi se uzvodno od sela Grlište, a služi za snabdevanje vodom grada Zaječara. Evakuacija velikih vode ostvaruje se "baterijom šahtnih preliva" i temeljnim ispustom. Prelivni objekti hidraulički su rastavljeni na šest linijskih preliva koji nemaju iste uslove formiranja strujne slike, pa će svaki od njih imati različite kapacitete, iako su geometrijski isti. Zbog složenih uslova strujanja u svakom od tri odvodna tunela (po dva linijska preliva se spajaju), javiće se složeno vrtložno strujanje, sa dodatnim problemom u jednom od tunela, u koji se uključuje temeljni ispust, a za koji je predviđeno da radi i pri prelivanju velikih voda.

Složena geometrijska forma prelaska dva linijska preliva (postavljenih jedan naspram drugog) u vertikalni šaht, a zatim u kružni odvodni tunel, izaziva hidraulički složeno strujanje, koje se može rešiti samo na hidrauličkom modelu. Taj model, nažalost, nije urađen u fazi projektovanja brane, te je objekat i izveden sa više ozbiljnih hidrauličkih nedostataka. Projektant je predvideo ovazdušavanje prelivnog mlaza na dva mesta: odmah iza krune preliva i iza vertikalne krivine na prelazu u horizontalni tunel. Ovakvo ovazdušavanje dodatno otežava rešenje strujanja, pošto se javlja tečenje dvofaznog toka pre suženog hidrauličkog preseka, koji definiše propusnu moć preliva. Konveksna strana vertikalne krivine nije oslobođena vertikalnog mlaza, pa time ni velikih podpritisaka koji izazivaju pojavu kavitacije. Hidraulički suženi presek ima oblik elipse (380 / 500 cm, veća osa je horizontalna) iz koga se difuzorom prelazi na kružni presek odvodnog tunela prečnika 500 cm. Odvodni tuneli izvedeni su sa horizontalnom krivinom koja dodatno otežava proračune, pogotovo sa izvedenim prelazom na početku tunela, koje izaziva pojavu spiralnog kretanja vode pri većim brzinama.

Floodwater evacuation for rock-fill dam "Grlište", whose main purpose is water supply of Zaječar town, is performed by construction of "battery of shaft spillways" and bottom outlet. The spillway structure consists of six line spillway (two spillways take water to one vertical shaft). The spillways have different capacities, although they are geometrically the same, because of the different conditions of flow streamlines. Described problematic is presented in the paper, as well as the conditions for flow formation in other elements of evacuation structure. Problems with cavitation and ways for its prevention are specially emphasized.