144748 (620723), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

По данному подпункту рассматривается подготовка основания плотины:

• перенос построек, расположенных вблизи места строительства плотины;

• осуществляется выравнивание местности прилегающей к строительству плотины (выкорчевка пней, срез деревьев и кустарников);

• снятие растительного слоя (30 см);

• проводится планировка поверхности.

3.1.3 Противофильтрационные устройства

Противофильтрационные устройства делятся на 2 основные группы по месту нахождения в плотине:

• противофильтрационные устройства в теле плотины;

• противофильтрационные устройства в основании плотины.

В грунтовой плотине для уменьшения фильтрационных потерь и снижения кривой депрессии в низовой части откоса в теле плотины устраивают противофильтрационные устройства. Основные противофильтрационные устройства: ядра, экраны, диафрагмы. Для их создания применяют такие грунты, как суглинки, глины, глинобетон, асфальтобетон.

Противофильтрационные устройства в основании плотины могут быть глухими и висячими. Так как основание плотины сложено глинистыми грунтами с малым коэффициентом фильтрации, противофильтрационных устройств в основании плотины не требуется.

3.1.4 Гребень плотины

Гребень плотины (см. рисунок 3) используется для проезда автомобильного транспорта.

Рисунок 3 – Элементы профиля гребня плотины:

А – ширина проезжей части; Б – ширина обочины;

В – ширина гребня плотины.

Для IV категории автомобильной дороги предусмотрены следующие размеры: А = 6 м, Б = 2 м, В = 10 м.

Отметка гребня плотины рассчитывается по следующей формуле:

ГП = УВБ + d , м (3)

Расчет отметки гребня плотины ведется для двух случаев:

• для основного случая: ГП₁ = НПУ + d₁;

• для особого случая: ГП₂ = ФПУ + d₂.

Необходимо было определить отметку ФПУ:

ФПУ = НПУ + Н_ф, м, (4)

где H_ф = 0,75 м – для принятого типа водосбросного сооружения.

Таким образом:

ФПУ = 218,1 + 0,75 = 218,75 м.

Для расчёта гребня плотины принимаем отметку ФПУ равной 218,75 м. Возвышение гребня над расчетным уровнем воды верхнего бьефа d определяется по формуле:

d = h_н + h + a, м, (5)

где h_н – высота наката ветровой волны на откос плотины, м;

h – высота ветрового нагона волны, м; определяется по формуле:

, м, (6)

где К_в – коэффициент зависящий от скорости ветра; так как скорость ветра не превышает 20 м/с, то К_в = 2,110^-6;

W – расчётная скорость ветра, м/с;

D – длина разгона ветровой волны, м;

Н – условная расчетная глубина воды в водохранилище.

- угол между продольной осью водоема и направлением господствующих ветров, принимается равным 0°.

а – конструктивный запас высоты, принимается равным 0,5 м.

Расчёт выполнялся для двух случаев: основного и особого.

Основной случай:

W₁ = W_4% = 20,5 м/с;

Н₁ = НПУ – Дна =

=218,1 – 208,0 = 10,1 м;

D₁ = 3400 м;

.

Особый случай:

W₂ = W_50% = 12,6 м/с;

Н₂ = ФПУ – Дна =

= 218,85 –208,00 = 10,85 м.

D₂ = 3800 м.

Высота наката волны на откос плотины определялась по формуле:

h_н = h_1% K K_НП К_С К К_НГ К_Н, м, (7)

где h_1% – высота волны 1% вероятности превышения, м;

K и K_НП – коэффициенты зависящие от типа и относительной шероховатости верхового откоса, крепления откоса; K = 1, K_НП = 0,9 ;

К_С – коэффициент, зависящий от скорости ветра и заложения откоса; К_С = =1,3;

К - коэффициент, зависящий от угла подхода фронта волны к плотине; К = 1, т.к. = 0;

К_Н – коэффициент вероятности превышения по накату; для 1% вероятности превышения К_Н = 1;

К_НГ – коэффициент, зависящий от заложения верхового откоса и параметров ветровой волны; принимается по графику.

Для определения параметров ветровой волны вычисляются безразмерные комплексы:

и , (8)

где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м²/с;

t – продолжительность действия ветра, равная 21600 с;

W – скорость ветра, м/с;

D – длина разгона волны, м.

Для вычисления h_1% необходимо выполнить следующие операции:

Основной случай:

;

.

Особый случай:

;

.

Далее по графику для каждого из найденных комплексов определялись значения относительных параметров:

и , (9)

где – средний период волны, с^-1;

– средняя высота волны, м.

Основной случай:

Для a₁ : , ;

Для b₁: , .

Особый случай:

Для a₂: , ;

Для b₂: , .

Из найденных двух пар значений параметров за расчётные принимаются наименьшие. Таким образом, по графику:

Основной случай:

Особый случай:

Далее определялась средняя высота волны и средний период волны :

Основной случай:

с^-1;

м.

Особый случай:

с^-1;

м.

Средняя длина волны :

, м (10)

Основной случай:

Особый случай:

Высота 1% вероятности превышения будет равна:

, (11)

где K_i – коэффициент, устанавливаемый по графику при 1% вероятности превышения в зависимости от значения безразмерного комплекса b.

Основной случай:

K_i = 2,1

м

Особый случай:

K_i = 2,1

м

По формуле (7):

Основной случай:

м;

Особый случай:

м;

По формуле (5):

Основной случай:

d₁ = 0,03+2,41+0,5 = 2,94 м;

Особый случай:

d₂ = 0,01+1,34+1 = 2,35 м;

По формуле (3):

Основной случай:

ГП₁ = 218,1+ 2,94 = 221,04 м;

Особый случай:

ГП₂ = 218,85 + 2,35 = 221,2 м.

Так как отметка гребня плотины при расчёте на особый случай получилась больше, чем при расчёте на основной случай, то в качестве расчетной отметки гребня плотины принимается:

ГП₂ = 221,2 м; высота плотины при расчетной отметке гребня плотины равна: H_пл = ГП₂ – Дна = 221,2 – 108,0 = 13,2 м.

3.1.5 Откосы и бермы

Заложение откоса принимается в зависимости от высоты плотины, вида грунта тела плотины и наличия дренажа в теле плотины. Принимаем следующие значения:

Коэффициент заложения верхового откоса – m₁ = 3

Коэффициент заложения низового откоса – m₂ = 2

Для защиты верхового откоса от разрушающего действия атмосферных осадков, ветра, волн, льда и других факторов предусматривают крепление откосов. Крепление верхового откоса бывает основное в зоне максимальных волновых воздействий и облегчённое – ниже и выше этой зоны. Верхнюю границу основного крепления принимают на отметке гребня плотины. Нижняя граница основного крепления принимается на глубине

h = 2∙h_1% ниже УМО. Для защиты верхового откоса принимают следующие виды крепления:

• каменная наброска или отсыпка;

• бетонные, монолитные, железобетонные, сборные;

• асфальтобетонные;

• биологические;

Для крепления низового откоса с целью защиты его от атмосферных воздействий применяют биологическую защиту – посев трав толщиной 0,2-0,3 м и отсыпка щебня или гравия толщиной 0,2 м.

Для крепления верхового откоса применяются сборные железобетонные плиты размером 22 м, толщиной 10 см. При производстве работ плиты укладываются в карты толщиной 88 м путём омоноличивания швов.

Толщина плиты определялась по формуле:

, м, (12)

где _пл – коэффициент, равный для сборных плит - 1,1;

h – высота ветровой волны, м;

- длина волны, м;

В – размер плиты, м;

m₁ – заложение верхового откоса;

₀ – объемный вес воды, равный 1 т/м³;

_пл – объемный вес бетона, равный 2,5 т/м³;

Таким образом:

м.

Полученное значение δ_пл сравнивается с принятой толщиной плиты – 0,1 м. Так как 0,07<0,1, принимается толщина плиты, равная 0,1 м. Под плитами расположен слой песчано-гравийной подготовки толщиной 0,2 м. Затем железобетонное крепление плитами предусматривают от гребня плотины до УМО не ниже 2∙h_1%. Ниже этой отметки принимается облегчённое крепление из гравелисто-галечных грунтов. Если отметка конца крепления и отметка дна меньше 3 м, то дальше можно не вести облегчённое крепление.

КК = УМО – 2∙h_1% = 213,0 – 20,41 = 212,18 м.

где h_1% – высота волны, равная 0,41 м.

Так как разница между отметкой конца крепления, равной 212,18 м и дном реки, равной 108,00 м, не превышает 3 метров, то облегченное крепление не предусматриваем и КК = Дна = 108,00 м.

В нижней части крепления железобетонными плитами устраивается упор в виде бетонного массива размерами 0,80,4 м. Для крепления низового откоса используется растительный грунт, снятый с основания плотины. Толщина покрытия – 0,2 м. Также производится посев многолетних трав. На низовом откосе могут располагаться горизонтальные площадки – бермы. Ширина их не менее 3 м. Служат для повышения устойчивости откоса. Так как максимальная высота плотины составляет 13,2 м, то бермы не предусматриваются.

3.1.6 Дренажи и обратные фильтры

Дренаж – это устройство для приема и ее организованного отвода воды, профильтровавшейся через тело и основание плотины и обладающее повышенной водопроводимостью. Также дренаж предназначен для предотвращения выхода фильтрационного потока на низовой откос и в зону, подверженную промерзанию.

Существует русловой и пойменный дренаж. Русловой дренаж устраивается в виде дренажной призмы. В дренажной призме внутренний откос m₃ принимается равным 1,5, верховой откос – m₄ = m₂ = 2.

Глубина заложения руслового дренажа в тело плотины определяется по формуле:

, м, (13)

где H_др – высота дренажной призмы, определась по формуле:

H_др = ГДП – Дна, м, (14)

где ГДП – отметка гребня дренажной призмы, м, определялась по формуле:

ГДП = УНБ_5% + 0,5, м, (15)

где УНБ_5% – отметка уровня воды в нижнем бьефе, м.

Для определения УНБ_5% использовался график зависимости расхода от уровня воды в реке Q = (H). При Q_5% = 29,0 м³/с УНБ_5% = 209,55 м.

Тогда по формуле (15):

ГДП = 209,55 + 0,5 = 210,05 м.

Высота дренажной призмы по формуле (14):

H_др = ГДП – Дна = 210,05 – 108,00 = 2,05 м.

Глубина заложения руслового дренажа по формуле (13):

м.

Пойменный дренаж – горизонтальный трубчатый. Выполнен из асбестоцементных перфорированных труб, диаметром 200 мм. Отводящий трубопровод – 100 мм.

Глубина заложения пойменного дренажа в тело плотины определяется по формуле:

, м, (16)

где В_пл – ширина плотины, м, вычисляется по формуле:

В_пл = В + Н_пл∙(m₁ + m₂), (17)

Таким образом:

В_пл = 10 + 13,2∙ (3+2) = 76 м;

Тогда по формуле (16):

м.

Главным недостатком дренажа является возможность возникновения фильтрационных деформаций грунта тела плотины и основания. Для борьбы с фильтрационными деформациями применяют обратные фильтры.

Обратный фильтр – это устройство, предотвращающее вымыв мелких частиц грунта. Благодаря обратным фильтрам скорость фильтрационного потока сокращается. Они оберегают дренажные системы от попадания частиц грунта. Обратный фильтр устраивается на контакте дренажа и дренируемого тела и основания плотины.

3.2 Фильтрационные расчеты

3.2.1 Задачи и методы расчета

К задачам фильтрационных расчетов можно отнести:

• определение общего фильтрационного расхода через тело плотины и основание;

• построение депрессионной поверхности фильтрационного потока;

• проверка общей фильтрационной прочности грунта тела плотины.

Методы, которыми решаются данные задачи:

• гидравлические;

• гидромеханические;

• экспериментальные методы.

В курсовом проекте в основу фильтрационных расчетов положен гидравлический метод.

3.2.2 Расчетные схемы и способы расчета

В расчетах используется гипотеза академика Н.Н.Павловского о независимости фильтрации в теле плотины и ее основании: Q = q_тела + q_осн.

При использовании гипотезы делается ряд допущений:

• рассматривается плоская схема фильтрации;

• водоупор принимается плоским, горизонтальным и абсолютно водонепроницаемым;

• грунт тела плотины и основания считается однородным и изотропным;

• слой воды в нижнем бьефе считается равным нулю;

• положение кривой депрессии не зависит от вида и фильтрационных свойств грунта тела плотины. Определяется оно положением уровней воды в бьефах и геометрическими размерами тела плотины.

Осуществляем выбор расчетной схемы. Для этого проводим ряд операций:

• разбиваем продольный профиль плотины на 3 части: одну русловую и две пойменные;

• в каждой из частей проводим сечение. Сечение I проводится в самой глубокой точки русловой части. В каждом сечении должен быть уровень воды в верхнем бьефе;

• составляем расчетную схему.

При расчете рассматриваем наполнение водохранилища до НПУ.

3.2.3 Депрессионная поверхность фильтрационного потока

Координаты кривой депрессии рассчитываются по формуле:

(18)

Для расчета координат депрессионной кривой необходимо иметь следующие исходные данные:

Сечение I-I

• высота плотины в сечении:

Н_пл = ГП – Дна = 221,2–108,0 =13,2 м;

• глубина воды в верхнем бьефе:

Н₁ = НПУ – Дна = 218,1– 208,0 = 10,1 м;

d = H_пл – H₁ = 13,2 – 10,1 = 3,1 м;

• горизонтальная проекция депрессионной кривой:

L = d∙m₁ + B + H_пл∙m₂ – S_др = 3,1∙3 + 10 + 13,2∙2 – 7,18 = 38,52 м;

L_р = ∆l + L = 4,34 + 38,52 = 42,86 м,

где ∆l = β ∙ H₁ = 0,43∙10,1 = 4,34 м,

где ;

• коэффициент фильтрации через тело плотины: К_ф = 0,001 м/сут;

• координаты кривой депрессии, рассчитанные по формуле (18):

Сечение II-II

• высота плотины в сечении:

Н_пл = ГП – Дна = 221,2 – 215,2 = 6 м;

• глубина воды в верхнем бьефе:

Н₁ = НПУ – Дна = 218,1– 215,2 = 2,9 м;

d = H_пл – H₁ = 6 – 2,9 = 3,1 м;

• горизонтальная проекция депрессионной кривой:

L = d∙m₁ + B + H_пл∙m₂ – S_др = 3,1∙3 + 10 + 6∙2 – 9,5 = 21,8 м;

L_р = ∆l + L = 1,25 + 21,8 = 23,05 м,

где ∆l = β ∙ H₁ = 0,43∙2,9 = 1,25 м,

где ;

• коэффициент фильтрации через тело плотины: К_ф = 0,001 м/сут.

• координаты кривой депрессии, рассчитанные по формуле (18):

Сечение III-III

• высота плотины в сечении:

Н_пл = ГП – Дна = 221,2 – 216,9 = 4,3 м;

• глубина воды в верхнем бьефе:

Н₁ = НПУ – Дна = 218,1– 216,9 = 1,2 м;

d = H_пл – H₁ = 4,3 – 1,2 = 3,1 м;

• горизонтальная проекция депрессионной кривой:

L = d∙m₁ + B + H_пл∙m₂ – S_др = 3,1∙3 + 10 + 4,3∙2 – 9,5 = 18,4 м;

L_р = ∆l + L = 0,52 + 18,4 = 18,92 м,

где ∆l = β ∙ H₁ = 0,43∙1,2 = 0,52 м,

где ;

• коэффициент фильтрации через тело плотины: К_ф = 0,001 м/сут.

• координаты кривой депрессии, рассчитанные по формуле (18):

3.2.4 Фильтрационный расход

Фильтрационный расход складывается из удельных фильтрационных расходов тела плотины (q_тi) и ее основания (q_оi):

q_i = q_тi + q_оi , м²/сут (19)

Удельный фильтрационный расход основания плотины находится по формуле:

м²/сут, (20)

где K₀ – осредненный коэффициент фильтрации грунтов основания, м/сут;

Т – толщина водопроницаемого слоя основания, м;

B_пл – ширина плотины в сечении по основанию, м;

n – поправочный коэффициент, зависящий от ширины плотины в сечении и от толщины водопроницаемого слоя;

Сечение I-I:

Т = 2,05 м, n = 1,15;

, ;

;

Удельный расход через основание плотины в данном сечении: м²/сут;

q₁ = q_т1 + q_о1 = 0,0012 + 0,0003 = 0,0015 м²/сут.

Сечение II-II:

Т₁ = 1,2 м, Т₂ = 7,8 м, n = 1,23;

,

;

;

Удельный расход через основание плотины в данном сечении: м²/сут;

q₂ = q_т2 + q_о2 = 0,00018 + 0,02 = 0,02 м²/сут.

Сечение III-III:

Т = 9,8 м, n = 1,3;

,

;

;

Удельный расход через основание плотины в данном сечении: м²/сут;

q₃ = q_т3 + q_о3 = 0,00004 + 0,0001 = 0,00014 м²/сут.

3.2.5 Оценка фильтрационной прочности

Фильтрационная прочность – способность грунта сопротивляться фильтрационным деформациям. Фильтрационная прочность оценивается путем сравнения действительного градиента напора с допустимым. В данном курсовом проекте оценивается только общая фильтрационная прочность грунта тела плотны.

(21)

гдеY_ср – осредненный градиент напора в расчетной области фильтрации, определяется по формуле:

, (22)

где ∆y – падение депрессионной кривой в пределах массива обрушения;

∆x – расстояние, на котором произошло падение депрессионной кривой.

– осредненный критический градиент напора для грунта, для суглинка принимается равным от 4 до 1,5;

К_н – коэффициент надежности сооружения, для IV класса К_н = 1,1.

Таким образом, отношение ;

Далее определялся осредненный градиент напора в сечениях:

Сечение I-I:

По формуле (22):

;

Т.к. то условие соблюдается: 0,21≤1,82

фильтрационных деформаций не наблюдается.

Сечение II-II:

По формуле (22):

;

Т.к. то условие соблюдается: 0,21≤1,82

фильтрационных деформаций не наблюдается.

Сечение III-III:

По формуле (22):

;

Т.к. то условие соблюдается: 0,05≤1,82

фильтрационных деформаций не наблюдается.

Условие (21) выполняется по всем сечениям, следовательно, фильтрационная прочность грунта тела плотины обеспечена.

3.3 Расчет устойчивости откоса

3.3.1 Расчетные случаи и методы расчета

Различают три расчетных случая:

• 1 основной расчетный случай. Когда в верхнем бьефе равна НПУ, а нижнем – 0;

• 2 основной расчетный случай. Когда в верхнем бьефе ФПУ₁ , а нижнем бьефе УНБ (при основном расходе водосброса);

• Поверочный. Когда в верхнем бьефе ФПУ₂ , а в нижнем – УНБ (при 1% расходе для сооружения IV класса).

Так как курсовой проект учебный, то ограничиваемся одним расчетным случаем: 1 основным. Метод расчета относится к группе графоаналитических методов и носит название – метод круглоцилиндрических поверхностей сдвига. Расчеты ведутся только для руслового сечения, так как здесь самые неблагоприятные условия.

3.3.2 Исходные данные

Курсовым проектом предусмотрено два типа расчета – на ЭВМ и вручную. Для расчета на ЭВМ потребуются следующие исходные данные:

• Высота плотины: Н = 13,2 м;

• Ширина гребня плотины: В = 10 м;

• Заложение верхового откоса: m₁ = 3,0;

• Заложение низового откоса: m₂ = 2,0;

• Глубина воды в верхнем бьефе: H₁ = 10,1 м;

• Глубина воды в нижнем бьефе: Н₂ = 0;

• Высота дренажной призмы: Н_др = 2,05 м;

• Заложение откоса дренажной призмы: m₃ = 1,5;

• Объемный вес грунта тела плотины при естественной влажности: ₁ = 2,71 т/м³;

• Угол внутреннего трения:

а) при естественной влажности: ₁ = 20 град.

б) в водонасыщенном состоянии: ₂ = 17 град.

• Удельное сцепление грунта тела плотины:

а) при естественной влажности: С₁ = 2,4 т/м².

б) в водонасыщенном состоянии: С₂ =2,1 т/м².

• Пористость грунта тела плотины: n₁ = 36%.

• Плотность грунта основания при естественной влажности: =2,71.

• Угол внутреннего трения грунта основания:

а) при естественной влажности ₂=17 град.

б) в водонасыщенном состоянии ^,₃ =17 град.

• Удельное сцепление:

а) при естественной влажности: С₁=2,4 т/м².

б) в водонасыщенном состоянии: С=2,1 т/м².

• Пористость грунта основания n=36%

Для ручного расчета применяются те же исходные данные, что и для расчета на ЭВМ – меняется только объемный вес грунта:

Для первого: ₁ =2,71 т/м³; для второго: ₂ = (1-n₁)(_гт-₀),

где₀ – плотность воды: ₀ = 1 т/м³.

₁ = (1-0,36)(2,71-1) = 1,09 т/м³.

3.3.3 Коэффициент устойчивости для произвольной кривой обрушения

Для нахождения коэффициента устойчивости низового откоса строится расчетная схема. Для каждого фрагмента находятся значения sinα и cosα:

sinα = 0,1∙N_фр;

cosα= ;

Определяются средние высоты составных частей каждого фрагмента, имеющие различные плоскости. Вес отсека определяется по формуле:

G_фр = ( )∙b∙ 1пм;

Устанавливается сила трения, возникающая на подошве всего массива обрушения, равная сумме и соответствующая силе по фрагментам:

F = G_фр∙ tgφ ∙ cosα

Составляющая веса массива обрушения:

Т = G_фр∙sinα

Фильтрационная сила учитывается как объемная:

где W – вес фигуры массива обрушения, насыщенного водой

W = ω∙Y_ср∙1 пм ∙₀ , т,

где ω – площадь фигуры массива обрушения насыщенного водой;

Y_ср – градиент, равный 0,21 (был определён ранее);

r – плечо силы;

R – радиус кривой обрушения.

Находится коэффициент устойчивости:

Расчёты сводятся в таблицу 1.

Таблица 1 – Определение значений F и Т.

= 72 м²; Y_ср = 0,21;

W = 72∙0,21∙1,0 = 15,12 т;

т.

Сила сцепления определяется следующим образом:

, т/м (23)

Где С_i – удельное сцепление грунта;

l_i – длина кривой обрушения в данном грунте.

Таким образом:

т/м;

.

3.3.4 Оценка устойчивости откоса

Коэффициент устойчивости низового откоса плотины должен удовлетворять следующему условию:

, (24)

Где К_с – коэффициент, зависящий от сочетания нагрузок, равный 1;

К_т – коэффициент метода расчета, равный 1,1;

К_н – коэффициент надежности сооружения равный 1,1;

К_уст = 1,17;

Отношение ;

Таким образом, условие выполняется: .

Минимальный коэффициент устойчивости больше нормативного, следовательно, низовой откос обладает устойчивостью.

4. ВОДОСБРОСНОЕ СООРУЖЕНИЕ

На глухих плотинах для пропуска излишних паводковых вод, для полезных попусков из водохранилища, а также для спуска воды с целью полного или частичного опорожнения водохранилища устраивают водопропускные сооружения.

Сооружения, устраиваемые при глухих плотинах для сброса излишних паводковых вод, называют водосбросными или водосбросами. Накопленная вода в водохранилище используется в народном хозяйстве на орошение.

4.1 Трасса водосброса

При проектировании трассы водосброса необходимо учитывать ряд требований:

• основание сооружений должен служить естественный грунт. Водосброс не должен лежать на насыпном грунте тела плотины;

• общая длина водосбросного тракта проектируется по возможности небольшой и прямолинейной;

• ось водосбросного тракта целесообразно трассировать по берегам водотока и по возможности перпендикулярно горизонталям;

• трасса водосбросного тракта не должна проходить в глубокой выемке;

• необходимо обеспечить плавный вход и выход потока.

Трасса водосброса показана на листе 1.

4.2 Компоновка сооружений водосброса

В качестве водосбросного сооружения принят водосброс ковшовый автоматический водосброс КВАТ-3. Данный водосброс рассчитан на расходы воды от 24 до 36 м³/с. Водоприёмная часть выполняется в виде прямоугольного ковша, разработанного в монолитном и сборно-монолитном исполнении. Трубопровод запроектирован из железобетонных труб диаметром 1,4 м. В зависимости от сбросного расхода водосброс включает от одной до четырёх ниток круглых безнапорных труб. Коэффициент сборности сооружения составляет 48…49%. Сброс максимальных расходов происходит при превышении уровня верхнего бьефа (ФПУ) над отметкой порога оголовка (НПУ) для КВАТ-3 0,75 м.

В зависимости от размещения сооружений, расходов, слоя форсировки и числа водоводов применяют ковши прямоугольного и криволинейного очертания. Периметр оголовка ковша, параметры труб и воронки определяются гидравлическим расчётом.

4.3 Гидравлические расчёты

Гидравлические расчеты водосброса трубчатого автоматического с ковшовым оголовком выполнялись следующим образом:

Сначала определялся пропускной расход по формуле:

, м³/с, (25)

где: - коэффициент расхода трубы, равный 0,5;

- площадь поперечного сечения трубы, м²;

- геометрическая высота, м, рассчитывается по формуле:

м (26)

Площадь поперечного сечения трубы, согласно формуле (25):

м².

Далее вычислялся диаметр трубы по формуле:

,м

Принимается стандартный диаметр: мм.

5. водовыпуск-водоспуск

Водовыпуск служит:

1. Для полезных санпопусков в нижний бьеф;

2. Для опорожнения водохранилища;

3. Для частичной промывки водохранилища от наносов.

Водовыпуск в водосбросе ковшового типа является отдельно работающим. Водовыпуск также имеет береговую или русловую компоновку. Гидравлическим расчётом определен диаметр трубы, отметка оси трубы и размеры отводящего канала. Гидравлический расчет водовыпуска произведён в следующем порядке:

Отметка оси трубы определяется по формуле:

, (27)

где d_ст – стандартный диаметр трубопровода, определяется по пропускной способности истечения через систему труб, равный 0,6 м;

м;

Определена ширина канала по дну В = 0,8 м.

• Глубина воды в канале:

, м, (28)

где m – заложение откоса канала, равное 1,5.

Таким образом:

h = 0,72 м.

• Смоченный периметр канала:

м

Гидравлический радиус:

; (29)

Для нахождения гидравлического радиуса найдена площадь живого сечения канала:

(30)

Таким образом:

Тогда:

м.

Определен коэффициент Шези по формуле Н.Н. Павловского

, (31)

гдеn – коэффициент шероховатости; для суглинка n = 0,025;

y – принимается равным 0,2.

Тогда: .

Рассчитан уклон дна канала:

; (32)

.

6. ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ

Водозаборное сооружение устраивают с целью забора требуемых количеств воды для орошения. Проектируют водозаборы в соответствии с требованиями и положениями нормативных документов (СНиП 2.06.01-86 и ВСН II-14-76). При проектировании водозаборных сооружений рекомендуется соблюдать такую последовательность: собрать необходимую исходную информацию для проектирования (по водоисточнику и водозабору); выбрать местоположение, тип и компоновочное решение водозабора; запроектировать элементы водозабора.

Исходная информация по водоисточнику включает гидрологические данные (сведения о расходах и уровнях воды); данные по твёрдому стоку; сведения о режиме источника в осенне-зимне-весенние периоды; топографические и геологические материалы.

Требования к режиму работы водозабора определяется графиком водоподачи и необходимой степенью осветления потока. Тип водозабора (плотинный или бесплотинный) принимают с учётом условий водотока на основе технико-экономического сопоставления вариантов.

Бесплотинные водозаборные гидроузлы проектируют в том случае, когда уровни воды в реке обеспечивают командование над расчётными уровнями магистрального канала и самотечный водозабор не превышает 20% соответствующих расходов реки при благоприятных топографических условиях (устойчивое русло, прочные берега и др.). Если эти условия не выполняются, то строят плотинные водозаборные гидроузлы или забирают воду с помощью насосов.

При проектировании необходимо учесть, что процент водозабора бесплотинных гидроузлов может быть увеличен устройством водозахватной шпоры (на реках с больши́ми уклонами).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гидротехнические сооружения / Волков И.М., Кононенко П.Ф., Федичкин И.К. – М., Колос, 1968.

2. Лапшенков В.С. / Курсовое и дипломное проектирование по гидротехническим сооружениям – М., Агропромиздат, 1989.

3. Розанов Н.П. / Гидротехнические сооружения – М., Агропромиздат, 1985.

4. Справочник по гидравлическим расчетам / под редакцией П.Г. Киселева, М., 1972.

Характеристики

Список файлов курсовой работы