environmentПриродообустройствоPrirodoobustrojstvo1997-6011РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/1997-6011-2024-5-80-87environment-601Research ArticleГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВОHYDRAULIC ENGINEERING CONSTRUCTIONОценка гидродинамических нагрузок на плиты крепления водобоя мелиоративных гидроузловAssessment of hydrodynamic loads on the slabs of the culvert fastening of reclamation waterworkshttps://orcid.org/0000-0003-2905-446XЧерныхО. Н.СhernykhO. N.

Черных Ольга Николаевна - канд. техн. наук, доцент

WoS Researcher ID: S-2542-2018

Scopus Author ID: 57213261727

 Author ID: 692667

127434, Moscow, Timiryazevskaya st., 49

Оlga N. Сhernykh - CSc (Eng), associate professor

WoSResearcher ID: S-2542-2018

Scopus Author ID: 57213261727

Author ID: 692667

127434, Moscow, Timiryazevskaya st., 49

chernih@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2617-9515БурлаченкоА. В.BurlachenkoA. V.

Бурлаченко Алёна Владимировна - канд. техн. наук, доцент

 WoSResearcher ID: HPE-1499-2023

Scopus Author ID: 57191856023

AuthorI D: 1098780

125319, Moscow, Leningradsky prospect, 64

Alyona V. Burlachenko - CSc (Eng), associate professor 

WoSResearcher ID: HPE-1499-2023

Scopus Author ID: 57191856023

 Author ID: 1098780

125319, Moscow, Leningradsky prospect, 64

chtara@mail.ruБурлаченкоЯ. Ю.BurlachenkoYa. Yu.

Бурлаченко Ярослав Юрьевич - соискатель

 127434, Moscow, Timiryazevskaya st., 49

Yaroslav Y. Burlachenko - applicant

127434, Moscow, Timiryazevskayast., 49

yaroslav.burlachenko@sneak-mail.ruRussian State Agrarian University – Moscow Agricultural Academy named after C.A. TimiryazevРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Agricultural Academy named after C.A. TimiryazevRussian FederationMoscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI)РоссияMoscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI)Russian Federation202421122024058087Copyright © Черных О.Н., Бурлаченко А.В., Бурлаченко Я.Ю., 20242024Черных О.Н., Бурлаченко А.В., Бурлаченко Я.Ю.Сhernykh O.N., Burlachenko A.V., Burlachenko Y.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://environment.timacad.ru/jour/article/view/601

Приводятся результаты экспериментальных исследований распределения осредненных и пульсационных нагрузок на плиты крепления расширяющегося водобоя и рисбермы, замеренные с помощью точечных датчиков и датчиков суммарной нагрузки при наличии на дне трех рядов гасителей энергии потока за малопролетным трубчатым водосбросом. Изложены соображения об использовании полученных данных для уточнения гидравлических и гидротехнических расчетов трехочковых водопропускных сооружений при их проектировании, ремонте и реновации. Изучено изменение перепадов осредненного давления, стандартов пульсации давления, суммарной гидродинамической нагрузки и амплитудно-частотных характеристик потока на элементах крепления нижнего бьефа Шамкирского гидроузла мелиоративного назначения, реконструируемого на реке Кура в Азербайджане. Установлено, что для обеспечения надежности водосбросных сооружений определение суммарных нагрузок и построение квазистатического загружения крепления нижнего бьефа, выбор его рациональной конструкции и оптимизацию режимов эксплуатации можно проводить, вкупе используя известные рекомендации и объективно разработанную научную методологию, внося коррективы по результатам модельных исследований.

The results of experimental studies of the distribution of averaged and pulsating loads on the fastening slabs of an expanding culvert and apron, measured using point sensors and total load sensors in the presence of three rows of flow energy absorbers at the bottom behind a short-span tubular spillway, are presented. Considerations are presented on the use of the obtained data to clarify the hydraulic and hydraulic engineering calculations of three-point culvert structures during their design, repair and renovation. The change in average pressure differences, pressure pulsation standards, total hydrodynamic load and amplitude-frequency characteristics of the flow on the fastening downstream elements of the Shamkir hydroelectric complex for reclamation purposes, reconstructed on the Kura River in Azerbaijan, has been studied. It has been established that to ensure the reliability of spillway structures, the determination of total loads and the construction of a quasi-static loading of the downstream fastening, the choice of its rational design and the optimization of operating mode scan be carried out, together with the use of known recommendations and objectively developed scientific methodology, making adjustments based on the results of model studies.

малоочковый водосбросплиты крепленияводобойпульсация давлениягидродинамические нагрузкиустойчивостьlow-point spillwayfastening slabsculvertpressure pulsationhydrodynamic loadsstabilityРабота выполнена за счет средств гранта Российского научного фонда № 23-29-00928 (URL: https://rscf.ru/project/23-29-00928/).The present research was supported by the Russian Science Foundation grant No. 23-29-00928, https://rscf.ru/project/23-29-00928/.ReferencesРозанов Н.П. и др. Устройства нижнего бьефа водосбросов: монография / Н.П. Розанов, Н.Т. Кавешников, О.Н. Черных; Под ред. проф. Н.П. Розанова. М.: Колос, 1984. 269 с.Rozanov N.P., Kaveshnikov N.T. and others. Design of the downstream of spillways. M.: Kolos, 1984. 269 p.Черных О.Н., Волков В.И. Оценка безопасности водосбросных сооружений при грунтовых плотинах: Учебное пособие. М.: МГУП, 2019. 118 с.Chernykh O.N., Volkov V.I. Safety assessment of spillway structures for earth dams. M.: MGUP, 2019. 118 p.Черных О.Н., Бурлаченко А.В. Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений мелиоративного гидроузла с грунтовой плотиной: учебное пособие. М.: РГАУ-МСХА, 2022. 172 с.Chernykh O.N., Burlachenko A.V. Ensuring the safety of hydraulic structures of a reclamation waterworks with an earth dam. M.: RGAU-MSHA, 2022. 172 p.Chernykh O.N., Komelkov L.V. Hydrodynamic loads and stability of the lower-pool apron of hydraulic structures // Hydrotechnical Construction. 1983. Vol. 17 (8). Pp. 410-416.Chernykh O.N., Komelkov L.V. Hydrodynamic loads and stability of the lower-pool apron of hydraulic structures. Hydrotechnical Construction. 1983. Vol. 17(8). pp. 410-416.Burlachenko A.V., Chernykh O.N., Brakeni A. Operation evaluation of water discharge end sections in the conditions of narrow downthrow // Larhyss Journal. 2023. № 56. Pp. 25-38.Burlachenko A.V., Chernykh O.N., Brakeni A. Operation evaluation of water discharge end sections in the conditions of narrow downthrow. Larhyss Journal. 2023. 56. Pp. 25-38.Волков В.И. и др. Открытые береговые водосбросы: учебник / В.И. Волков, О.Н. Черных, А.Г. Журавлёва, И.С. Румянцев, В.И. Алтунин. М.: МГУП, 2012. 244 с.Volkov V.I., Chernykh O.N., Zhuravleva A.G., Rumyantsev I.S., Altunin V.I. Open coastal spillways. M.: MGUP, 2012. 244 p.Черных О.Н., Бурлаченко А.В., Бурлаченко Я.Ю. Экспериментальные и аналитические исследования нагрузок на элементы крепления за водосбросами водных объектов АПК // Природообустройство. 2023. № 4. C. 12-20.Chernykh O.N., Burlachenko A.V., Burlachenko Ya.Yu. Experimental and analytical studies of loads on fastening elements behind spillways of water bodies of the agro-industrial complex // Prirodoobstrojstovo. 2023. No. 4. P. 12-20.Сидорова С.А. Безопасность работы плит крепления нижних бьефов гидротехнических сооружений // Природообустройство. 2022. № 1. С. 61-65.Sidorova S.A. Safety of operation of slabs for fastening downstream reservoirs of hydraulic structures // Prirodoobustrojstvo. 2022. No. 1. P. 61-65.Лятхер В.М. Турбулентность в гидросооружениях: монография. М.: Энергия, 1968. 297 с.Lyather V.M. Turbulence in hydraulic structures. M: Energy, 1968. 297 p.Черных О.Н., Бурлаченко А.В., Бурлаченко Я.Ю. Обеспечение надежности крепления из плит за водопропускными сооружениями мелиоративных систем АПК // Природообустройство. 2023. № 5. C. 41-46.Chernykh O.N., Burlachenko A.V., Burlachenko Y.Yu. Ensuring the reliability of fastening from slabs behind culverts of reclamation systems of the agro-industrial complex // Prirodoobustrojstvo. 2023. No. 5. P. 41-46.Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений: справочное пособие / Под ред. Д.Д. Лаппо. М.: Энергоатомиздат, 1988. 624 с.Hydraulic calculations of spillway hydraulic structures: reference manual. Lappo D.D. M.: Energoatomizdat, 1988. 624 p.Рекомендации по определению гидродинамических нагрузок, воздействующих на плиты водобоев и рисберм водосливных плотин. Л.: ВНИИГ, 1979. 52 с.Recommendations for determining hydrodynamic loads acting on the slabs of reservoirs and aprons of spillway dams. L.: VNIIG. 1979. 52 p.Лятхер В.М., Халтурина Н.В. Динамические нагрузки на водобой и оценка устойчивости крепления // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1977. Вып. 116. С. 44-55.Lyather V.M., Khalturina N.V. Dynamic loads on the water breaker and assessment of fastening stability. Proceedings of coordination meetings on hydraulic engineering. L.: Energy, 1977. Vol. 116. P. 44-55.Obidov B., Vokhidov O., Shodiev B., Ashirov B., Sapaeva M. Hydrodynamic loads on a water drain with cavitation quenchers // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 883. Pp. 012011. DOI: 10.1088/1757-899x/883/1/012011.Obidov B., Vokhidov O., Shodiev B., Ashirov B., Sapaeva M. Hydrodynamic loads on a water drain with cavitation quenchers. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. 883. P. 012011. DOI:10.1088/1757-899x/883/1/012011Водопропускные гидротехнические сооружения (водосбросные, водоспускные и водовыпускные). Правила проектирования. Свод правил. СП 290. 1325800, п. 4.11. 2016. URL: https://docs.cntd.ru/document/456074911.Culvert hydraulic structures (spillways, water outlets and water outlets). Design rules. Set of rules. SP 290. 1325800. 2016. clause 4.11. – URL: https://docs.cntd.ru/document/456074911

The authors declare that there are no conflicts of interest present.