environmentПриродообустройствоPrirodoobustrojstvo1997-6011РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/1997-6011-2025-1-73-80environment-651Research ArticleГИДРОТЕХНИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВОHYDRAULIC ENGINEERING CONSTRUCTIONОптимизация конструктивного оформления нижнего бьефа малопролетного водопропускного сооруженияOptimization of the design of the downstream of a low-span culvert structurehttps://orcid.org/0000-0003-2905-446XЧерныхО. Н.ChernykhO. N.

Ольга Николаевна Черных, канд. техн. наук, доцент,

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Olga N. Chernykh, CSc (Eng), associate professor

WoS ResearcherID: S-2542-2018/; Scopus AuthorID: 57213261727; SPIN-code:7757-7969; AuthorID: 692667

127434, Moscow, Timiryazevskayast., 49

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

Алёна Владимировна Бурлаченко, канд. техн. наук, доцент,

125319, г. Москва, Ленинградский проспект, 64

Alena V. Burlachenko, CSc (Eng), associate professor

WoS ResearcherID: HPE-1499-2023; Scopus AuthorID: 57191856023; SPIN-code: 3155-2490; AuthorID: 1098780

125319, Moscow, Leningradsky prospect, 64

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

Ярослав Юрьевич Бурлаченко, соискатель,

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

 Yaroslav Yu. Burlachenko, the applicant

127434, Moscow, Timiryazevskayast., 49

yaroslav.burlachenko@sneak-mail.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева, Институт мелиорации, водного хозяйства и строительства имени А.Н. КостяковаРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Agricultural Academy named after C.A. TimiryazevRussian FederationМосковский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)РоссияMoscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI)Russian Federation202524022025017380Copyright © Черных О.Н., Бурлаченко А.В., Бурлаченко Я.Ю., 20252025Черных О.Н., Бурлаченко А.В., Бурлаченко Я.Ю.Chernykh 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/651

На примере Курского гидроузла комплексного назначения в статье приведены предложения по обеспечению безаварийной и надежной работы водосбросных малопролетных сооружений, характерных для мелиоративных водоемов агропромышленного комплекса России. Рассмотрены результаты лабораторного проектирования устройств нижнего бьефа на выходном участке открытого трехпролетного водосброса. Цель исследований заключалась в отыскании технических решений оптимальных схем системы гашения энергии, предотвращающих либо уменьшающих сбойность течения ввиду несимметричных сбросов воды при реновации водопропускного сооружения. В результате исследований установлен вариант расположения растекателей, обеспечивающий благоприятное растекание потока при всех открытиях пролетов водосброса и безопасное сопряжение с нижним бьефом без образования сбоя потока по сравнению с проектной и существующей конструктивными схемами водобойного участка. За растекателями в зоне максимума дефицита давления для оптимизации параметров плит крепления рекомендовано устроить специальные дренажные колодцы.

On the example of the Kursk hydraulic unit of a complex purpose, proposals are given to ensure the accident-free and reliable operation of spillway low-span structures typical for reclamation reservoirs of the agro-industrial complex of Russia. The results of laboratory design of downstream devices at the outlet section of an open three-span spillway are considered. The purpose of the research is to find technical solutions for optimal schemes of the energy damping system that prevent or reduce flow failure due to asymmetrical water discharges during the renovation of the culvert. As a result of the research, a variant of the spreading arrangement was established, which provides a favorable flow spreading at all openings of the spillway spans and safe connection with the downstream without the formation of a flow failure in comparison with the design and existing structural schemes of the culvert section. Behind the spreaders in the zone of maximum pressure deficit, it is recommended to arrange special drainage wells to optimize the parameters of the fastening plates.

малопролетный водосброскрепление нижнего бьефасистема гасителей и растекателей потокапульсация и дефицит давленияlow-span spillwaydownstream supportflow damper and spreader systempressure pulsation and deficitРабота выполнена за счет средств гранта Российского научного фонда № 23-29-00928, https://rscf.ru/project/23-29-00928/.The work was supported by the grant of the Russian Science Foundation No. 23-29-00928, https://rscf.ru/project/23-29-00928/.ReferencesРозанов Н.П. Устройства нижнего бьефа водосбросов: Монография / Н.П. Розанов, Н.Т. Кавешников, В.И. Китов. Под ред. проф. Н.П. Розанова. М.: Колос, 1984. 269 с.Rozanov N.P. et al. Spillway tailrace devices: monograph / N.P. Rozanov, N.T. Kaveshnikov, V.I. Kitov; Ed. by prof. N.P. Rozanov. Moscow: Kolos, 1984. 269 p.Obidov B., Vokhidov O., Shodiev B., Ashirov B., Saraeva M. (2020). Hydrodynamic loads on a water drain with cavitation quenchers. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 883. Pp. 012011.Obidov B., Vokhidov O., Shodiev B., Ashirov B., Saraeva M. (2020) Hydrodynamic loads on a water drain with cavitation quenchers. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 883. P. 012011.Черных О.Н. Обеспечение безопасности гидротехнических сооружений мелиоративного гидроузла с грунтовой плотиной: Методические указания. / О.Н. Черных, А.В. Бурлаченко. М.: РГАУ-МСХА, 2022. 172 с.Chernykh O.N., Burlachenko A.V. Ensuring the safety of hydraulic structures of a melioration hydroelectric complex with an earth dam: Tutorial. M.: RGAU-MSHA, 2022. 172 p.Burlachenko A.V., Burlachenko Y.Y., Brakeni A., Chernykh O.N. Ensure the stability of the water retention plates of hydraulic structure // Larhyss Journal. 2004. №58. Рp. 73-87.Burlachenko A.V., Burlachenko Y.Y., Brakeni A., Chernykh O.N. (2024). Ensure the stability of the water retention plates of hydraulic structure, Larhyss Journal, No 58, pp. 73-87.Волков В.И. 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. et al. Open coastal spillways: Textbook / V.I. Volkov, O.N. Chernykh, A.G. Zhuravleva, I.S. Rumyantsev, V.I. Altunin. M.: MGUP, 2012. 244 p.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 / Ed. D.D. Lappo. M.: Energoatomizdat, 1988. 624 p.Черных О.Н. Экспериментальные и аналитические исследования нагрузок на элементы крепления за водосбросами водных объектов АПК / О.Н. Черных, А.В. Бурлаченко, Я.Ю. Бурлаченко // 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 // Prirodoobustrojstvo. 2023. No. 4. P. 12-20.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. No. 56. P. 25-38.Водопропускные 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 discharges). Design rules. Code of rules. SP 290. 1325800, p. 4.11. 2016. URL: https://docs.cntd.ru/document/456074911.Черных О.Н. Обеспечение надежности крепления из плит за водопропускными сооружениями мелиоративных систем АПК / / О.Н. Черных, А.В. Бурлаченко, Я.Ю. Бурлаченко // Природообустройство. 2023. № 5. C. 41-46.Chernykh O.N., Burlachenko A.V., Burlachenko Ya.Yu. Ensuring the reliability of fastening from slabs behind culverts of melioration systems of the agro-industrial complex // Prirodoobustrojstvo. 2023. No. 5. P. 41-46.Справочник по гидравлическим расчетам / П.Г. Киселёв, А.Д. Альтшуль, Н.В. Данильченко и др. М.: ЭКОЛИТ, 2011. 312 с.Handbook of hydraulic calculations / P.G. Kiselev, A.D. Altshul, N.V. Danilchenko et al. Moscow: EKOLIT, 2011. 312 p.Чоу В.Т. Гидравлика открытых каналов: Монография. М.: Стройиздат, 1969. 464 с.Chou V.T. Hydraulics of open channels: monograph. M.: Stroyizdat, 1969. 464 p. 14. Alsadek E.S. Fastenings in the lower pool of the mine spillway of the “16 Tishrin” hydroelectric complex // Prirodoobustrojstvo. 2024. No. 3. P. 63-70.Алсадек Е.С. Крепления в нижнем бьефе шахтного водосброса гидроузла «16 Тишрин» // Природообустройство. 2024. № 3. С. 63-70.Алсадек Е.С. Крепления в нижнем бьефе шахтного водосброса гидроузла «16 Тишрин» // Природообустройство. 2024. № 3. С. 63-70.

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