Selection of the most favorable mode of operation of the surface spillway according to the conditions of soil erosion in the lower pond by the example of the Boguchanskaya hydroelectric power plant (GES)

The work of the spillway variant No. 2 of the Boguchanskaya HPP (GES) with a smooth drain face with a jump-bucket for jet discharge into the lower pond is considered. The disadvantage of the Boguchansky dam layout with a spillway No. 2 is its close adjoining to the HPP building and the absence of the separation wall between them preventing from the influence of its operation on the work of HPP. One of the ways to reduce this influence is to remove the left border of the discharge flow from the HPP water area. To implement this task there is considered a variant with a planned deviation of the jet of the first span of spillway No. 2 to the right, in the direction of spillway No. 1. For this purpose, the end section of the left wall of spillway No. 2 in the plan is made as curved, and the jump-bucket is stepped, which could make it possible to more effectively control the planned trajectory of the jet of the first span. In the zone of the maximum rise of the jet of the 1st span its deviation from the rectilinear trajectory was equal to its width. At the same time, there was studied the effect of priority gate opening to the soil erosion depth downstream, for which tere were conducted two cycles of erosion: at opening the gates from the first to the fifth and in the reverse order. The specific design of the surface spillway No. 2 is its placement on the end section of the base with large blocks of fractured rock coming to the surface with a gentle falling angle towards the upstream. Behind the site with large-block blocks there is an array with medium - and small-block blocks, covered in the channel part with sediments with a diameter of 0.3 m or less. Modeling of the foundation soil was performed with crushed stone material, the size of which was selected by modeling the erosion rate of the natural material.

gates, spillway, ski jump bucket, jet deflector, jet throwing, erosion pit

1. Отчёт о научно-исследовательской работе: “Разработка и гидравлическое обоснование конструкции водосброса № 2 с отбросом струи в русло реки и гидравлические исследования деформации в нижнем бьефе Богучанской ГЭС”. Этап I: “Научный анализ проектных решений водосброса № 2 Богучанской ГЭС”. - М.: МГУП, 2007.

2. СНиП II-50-74. Гидротехнические сооружения речные. Основные положения проектирования; утв. Государственным комитетом СССР по делам строительства 13.09.1974. - М.: Стройиздат, 1975. - 24 с.

3. СП 58.13330.2019 Гидротехнические сооружения. Основные положения СНиП 33-01-2003 http://docs.cntd.ru/document/564542210

4. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. - 32 с.

5. Отчёт о научно-исследовательской работе “Разработка и гидравлическое обоснование конструкции водосброса № 2 с отбросом струи в русло реки и гидравлические исследования деформации в нижнем бьефе Богучанской ГЭС”. Этап III: “Гидравлические исследования переформирования русла реки и характеристик течения в нижнем бьефе Богучанской ГЭС”. - М.: МГУП, 2008.

6. Отчёт о научно-исследовательской работе «Разработка и гидравлическое обоснование конструкции водосброса № 2 с отбросом струи в русло реки и гидравлические исследования деформации в нижнем бьефе Богучанской ГЭС». Этап II: Определение гидродинамических нагрузок на элементы водосброса № 2 и обеспечение кавитационной безопасности тракта водосброса. - М.: МГУП, 2008.

7. Научно-технический отчёт “Гидравлические исследования по актуализации проекта водосбросных сооружений Богучанской ГЭС с отметкой НПУ = 208.0 м”. - М.: ОАО НИИЭС, 2006.

8. Новикова И. С., Родионов В.Б., Семенков В.М. Гидравлические исследования и выбор конструкции эксплуатационного водосброса № 2 Богучанской ГЭС // Гидротехническое строительство. - 2007. - № 9. - С. 54-60.

9. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений: Справочное пособие / Д.Д. Лаппо, А.Б. Векслер Т.Г Войнич-Сяноженцкий. -М.: Энергоатомиздат, 1988. - 624 с.

10. Орлов В.Т. Построение кривой свободной поверхности и кривой распределения давления на участке сопряжения водосливной поверхности плотины с дном нижнего бьефа // Известия ВНИИГ. - 1968. - т. 87.