EVAKUACIJA VELIKIH VODA -
EVAKUACIONI ORGANI
Sadržaj
Evakuacija velikih voda – evakuacioni organi...........................................3
Izbor mjerodavnog- računskog proticaja...................................................4
Određivanje krive proticaja donje vode.....................................................5
Osnovni tipovi i dispozicije EO..................................................................9
Prelivne brane.........................................................................................12
Ulazni dio-Preliv......................................................................................14
Prelivi kod niskih brana, nizvodni uticaji, potopljeno prelijevanje............23
Prelivi kontrolisani ustavama...................................................................28
Uticaj mostovskih stubova na prelijevanje..............................................29
Literatura.................................................................................................32
2
IZBOR MJERODAVNOG – RAČUNSKOG PROTICAJA
Dimenzije EO se određuje za maksimalni proticaj koji treba bezbijedno evakuisati iz
akumulacije. Taj proticaj, koji ujedno predstavlja kapacitet evakuacionog organa pri
koti maksimalnog uspora, naziva se računskim proticajem evakuacionog organa. Ne
postoje sveobuhvatni " recepti" za izbor računskog proticaja.
Na izbor utiču mnogi činioci, od kojih su najvažniji:
1. Ugroženost nizvodnog područja.
2. Značaj samog objekta ( brane sa pratečim objektima ).
3. Tip brane.
4. Tip evakuacionog organa.
5. Pouzdanost hidroloških podataka.
6. Retenzione mogućnosti akumulacije.
Prelivanje preko nasipa nasutih brana gotovo uvijek dovodi do djelimičnog ili
potpunog rušenja objekata. Ako je nizvodno od nasute brane naseljeno područje,
rušenje bi izazvalo ljudske žrtve i velike materijalne štete, pa se preliv ( po potrebi ) i
provodnik EO dimenizionišu na maksimalno veliku vodu –MPF ( maximum Probable
Flood ). Tada se za računski proticaj uzima maksimum hidrograma izlaznog
( ublaženog ) talasa. Izlazni dio EO ( mirivač energije ) se obično dimenzioniše na
manji proticaj ( uzima se 1000 godišnja, ili 100 godišnja velika voda ), jedino ako se
da eventualna havarija i privremeni izlazak umirivača iz pogona, uz pojačanu ali i
kratkotrajnu eroziju nizvodnog korita, ne bi ugrozili stabilnost brane i ostalih vitalnih
4
objekata. Provodnik EO se može dimenizionirati na manju vodu ( 10 000 goišnju ),
ako njegova havarija može ugroziti branu i vitalne objekte oko brane.
Evakuacioni organi betonskih brana po pravilu se dimenzionišu na talas veće
vjerovatnoće pojave, s obzirom da prelivanje betonskih brana obično ne dovode do
katastrofalnih posljedica.. često se za lučne brane kao ulazni talas uzima hidrogram
1000- godišnje velike vode, dok se za gravitacione betonske brane najčešće koristi
talas 10 000-goišnje vode, dok se kao računski proticaj uzima maksimalna vrijednost
izlaznog ( ublaženog ) hidrograma mjerodavnog poplavnog talasa. Za male objekte,
čija havarija, ili potpuno rušenje, ne bi izazvali žrtve i značajne nizvodne štete,
računski proticaj za evakuaciju velikih voda određuje se ekonomskom analizom.
Pojedine države i organizacije daju propise i / ili preporuke prema kojim se određuje
izbor mjerodavnog računskog talasa za dimenzionisanje evakuacionih organa, prije
svega kod visokih brana. Međutim, mnoge države zakonski propisuju da se za svaku
visoku branu uradi proračun "hidrauličkih posljedica rušenja brane", u okviru koga se
procijenjuje brzina kretanja poplavnog talasa u nizvodnom koritu, i nivoi do kojih bi
voda stigla u slučaju rušenja brane. Na osnovu rezultata priprema sistem za
uzbunjivanje. Na terenu se obilježava granica zone koja je bezbijedna – iznad koje bi
se stanovništvo ( i pokretna dobra ) trebalo da evakuišu u slučaju opasnosti od
rušenja brane. Treba imati na umu da se u toku života objekta može javiti i proticaj
veći od računskog, pa je strogo korisno da kapacitet ( proticaj ) evakuacionog organa
raste brzo pri malim priraštajima nivoa preko kote maksimalnog uspora. Ovim se
dodatno smanjuje rizik od prelivanja brane pa i slučaju da je računski proticaj
potcijenjen. Dodatna sigurnost se takođe može obezbijediti izradom sigurnosnih
preliva.
ODREĐIVANJE KRIVE PROTICAJA DONJE VODE
Kriva proticaja donje vode – skraćeno kriva donje vode – određuje zavisnost
proticaja, Q(z), od nivoa vode, z, za presijek u koritu rijeke na mjestu brane. To je
neophodna podloga za dimenzionisanje EO, kao i svih ostalih građevina koje imaju
veze sa vodotokom nizvodno od brane ( temaljni ispust, hidroelektrana,
obezbjeđivanje temeljne jame za vrijeme gradnje i sl.). Podaci o velikim proticajima
mogu se procijeniti na više načina:
1. Veliki proticaji se mogu ekstrapolirati na osnovu manjih proticaja za koje postoje
mjerenja. Međutim, ekstrapolaciju treba izbjegavati kao nepouzdan oblik interpolacije,
pogotovo ako je za manje proticaje nivo vode unutar glavnog korita, dok se za veće
proticaje voda izljeva u inundaciju, gdje se uslovi tečenja znatno razlikuju
2. Kriva proticaja može se dobiti ( dopuniti ) i računski, tako što se izabere vrijednost
proticaja, Q, sračunaju linije nivoa, počevši od pogodnog nizvodnog graničnog
uslova, a zaključno sa presijekom za koji se traži kriva.( ovo važi za mirno tečenje,
ako je režim buran, zavisnost Q(z) određuje uzvodni granični uslov – sam objekat.).
5
Prema slici br.4. energija u uzvodnom presjeku "2", E
2
, jednaka je energiji u
nizvodnom presjeku "1", E
1
, uvećanoj za gubitke na dionici između dva presjeka, ΔE
1-
2
, pa se može napisati:
E
2
= E
1
+ ΔE
1-2
( 1 ) , odnosno
Z
D,2
+ h
2
+ v
2
2
/2g = Z
D,1
+ h
1
+ v
1
2
/2g + 1/2ΔX(Q
2
n
2
/A
1
2
R
1
4/3
+ Q
2
n
2
/A
2
2
R
2
4/3
), ( 2 )
gdje je R – hidraulički radijus ( R =A/Q ), a n – Maningov koeficijent hrapavosti koji se
obično određuje rekognosciranjem terena. Gubitak energije, ΔE
1-2
, izražen je preko
Šezi-Maningove jednačine, osrednjavanjem pada trenja između dva računska
presjeka, a po potrebi se slično obračunavaju i lokalni gubitci.
7
