Для плотины с решётчатым водосливом и камерой гасителем характерен смешанный поверхностно-донный устойчивый режим сопряжения потока с нижним бьефом. При этом образуется пространственный гидравлический прыжок. Для затопления бурного потока в пространственных условиях необходимо обеспечить в нижнем бьефе определённую глубину, равную или большую рассчитанной по формуле:
где h0 – глубина воды на носке-трамплине водосливной плотины при выходе на водобой;
Fr – число Фруда:
β – относительная ширина русла на рисберме:
β = Вр / В,
где В- ширина водосливного фронта плотины;
Вр – ширина рисбермы: Вр = Q / qр,
где qр – удельный расход на рисберме: qр = 1,7 * V * h1,2р,
V = 0,7 м/с – неразмывающая скорость,
hр – глубина потока на рисберме (1…2 м)
Вр = 16 / (1,7 * 0,7 * 11,2) = 13,4 м;
Fr = 162 / (13,42 * 0,43 * 9,81) = 2,27;
Fr > Frкр (Frкр = 12,71).
Устойчивость бетонной плотины
На практике расчёт устойчивости плотины ведут приближённым способом, предполагая, что грунт под плотиной перемещается вместе с ней, как бы сдвигаясь по некоторой криволинейной поверхности, принимаемой круговой.
Пусть на плотину и выделенный круговой сегмент грунта основания AОB действуют следующие силы.
1) Равнодействующая всех вертикальных сил 
, переносимая по линии её действия до встречи с дугой сегмента и раскладываемая на составляющие: радиальную 
и касательную 
; 
,
где 
- вес плотины
,
- площадь поперечного сечения плотины, которая определяется по рис.
.
– объёмный вес бетона. 
.
- угол между направлением силы 
и вертикальной прямой, замеряемый по чертежу.
Рассчитаем составляющие равнодействующей вертикальных сил
; 
.
2) Равнодействующая всех горизонтальных сил 
, перенесённая в плоскость подошвы, с составляющими
|
|
; 
,
где 
- сила гидростатического давления
,
– объёмный вес воды. 
.
– глубина воды перед плотиной. 
.
– угол между направлением силы 
и вертикальной прямой, замеряемый по чертежу.
Рассчитываем составляющие равнодействующей вертикальных сил 
; 
.
3) Вес сегмента грунта
,
где 
– объёмный вес грунта (взвешенного в воде). 
.
– угол АОВ, замеряемый по чертежу. 
.
– радиус кругового сегмента грунта основания. 
.
.
4) Фильтрационное давление в основании 
,
где 
- площадь сегмента AOB:
.
- градиент напора фильтрационного потока
,
где 
- падение напора. 
1 = 2,7 м; . 2 = 1,5 м
- длина дуги. 1 = 4 м; 2 = 13 м
I1 = 2,7 / 4 = 0,67 м; I2 = 1,5 / 13 = 0,11 м
I1 > I2
1 = 137,4 * 1 *0,67 = 92,05 т; 
2 = 137,4 * 1 * 0,11 = 15,11 т
5) Силы трения 
в грунте, действующие нормально к направлениям сил 
, 
и 
(по касательным к дуге сегмента) и равные соответственно:
, 
, 
.
где 
- угол внутреннего трения грунта. 
.
; 
; 
.
6) Сила сцепления между частицами грунта
,
где 
- длина кривой АВ с радиусом R и центральным углом 
.
.
– удельное сцепление грунта. 
.
.
Далее рассчитываем коэффициент устойчивости 
, представляющий собой отношение моментов относительно центра кривой сегмента АОВ сил, сопротивляющихся сдвигу, к моменту сил, сдвигающих массив грунта:
.
.
Отсюда можно сделать вывод, что сдвиг плотины по рассматриваемой поверхности сдвига невозможен, т. к. значение 
превышает минимальное допустимое 
.