Конструкция грунтовой плотины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

По дисциплине: Гидротехнические сооружения

Проектирование и конструкция грунтовой плотины



ВВЕДЕНИЕ

Гидротехническое сооружение -- сооружение для использования водных ресурсов, а также для борьбы с вредным воздействием вод.

Гидротехнические сооружения -- это плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, судоходные шлюзы, судоподъемники; сооружения, предназначенные для защиты от наводнений, разрушений берегов и дна водохранилищ, рек; сооружения (дамбы), ограждающие хранилища жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций; устройства от размывов на каналах, а также другие сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов и предотвращения негативного воздействия води жидких отходов.

При помощи гидротехнических сооружений решаются на практике вопросы использования, охраны водных ресурсов, борьбы с вредным действием вод. плотина грунтовой гребень фильтрационный

Плотина -- гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток или водоём для подъёма уровня воды. Также служит для сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища.

Обычно плотины входят в комплекс гидротехнических сооружений (гидроузел), сооружаемый в конкретном месте для использования водных ресурсов в различных целях: мелиорации, гидроэнергетики, обводнения пастбищ и прочего. Чаще плотины входят в группу речных гидротехнических сооружений (чем в группу внутрисистемных, расположенных на каналах). Если при этом комплекс сооружений связан с забором воды из реки, то его называют водозаборным гидроузлом.

Грунтовые плотины просты по конструкции, строительство их возможно в очень широком диапазоне геологических условий. Учитывая это, а также использование при возведение плотины местных строительных материалов, почти полную механизацию труда и сокращение трудозатрат, грунтовые плотины можно считать самым распространенным типом водоподпорного сооружения. Грунтовые плотины относятся к гравитационным плотинам.

Грунтовые плотины были в числе самых первых плотин в истории человечества.

Конструкция плотины во многом определяется свойствами местных грунтов, имеющихся вблизи створа. Также на конструирование влияют инженерно-геологическая ситуация места строительства, гидрологические характеристики реки и стока, климатические условия, сейсмичность района, наличие парка необходимых строительных машин.



1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1. Расчетная обеспеченность - 97%

2. Водопотребление q- 6,31 м³/сек

3. Средняя многолетняя мутность с - 150 г/м³

4. Расчетный срок эксплуатации t - 60 лет

5. Толщина льда h_л - 0,7 м

6. Среднегодовой слой испарения: Z_c - 0,19

Z_B - 0,37

7. Грунты тела плотины к_т - супесь

8. Грунты слагающий бассейн - скала

9. Класс автодороги по гребню плотины - IV

10. Скорость ветра- 17 м/сек

11. Длина разгона волны Д- 7 км

12. Тип покрытия верхового откоса - бет.плиты

13. Глубина воды в НБ Н₂- 5,1 м

14. Грунт основания к_о - суглинок

15. Отметка дна водохранилища - 90 м

16. Расстояние до водоупора, м - 40 м

17. Глубина воды в ВБ Н₁- 35 м



2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ

2.1 Выбор принципиальной схемы плотины

При проектировании грунтовой плотины необходимо подобрать устойчивый и наиболее экономичный профиль сооружения.

Размеры поперечного профиля зависят от типа плотины, ее высоты, характера грунтов в основании, а так же условий строительства и эксплуатационных условий

Уклон откосов плотины назначается в зависимости от ее высоты, способа строительства, грунта, из которого она выполняется.

Таблица 1-Заложение откосов насыпных плотин

Высота плотины	Заложение откосов
	Верхнего m1	Низового m2
<5	2-2,5	1,5-1,75
5-10	2,25-2,75	1,75-2,25
10-15	2,5-3	2-2,25
15-50	3-4	2,5-4
>50	4-5	4-4,5

2.2 Определение высоты плотины

Высота плотины определяется по формуле

Hпл = Н₁+ d, (1)

где Н₁- глубина воды в верхнем бьефе водохранилища, м

d - превышение отметки гребня плотины под расчетным статистическим уровнем воды в верхнем бьефе, определяется по формуле:



d=h_H +?h + a_з, м (2)

где h_н- высота наката на откос ветровой волны, м

?h-высота ветрового нагона волны, м

а_з- запас по высоте плотины, м (можно принять 0,5-1,0 м)

Высота ветрового нагона волны ?h и высота наката волны на откос h_H рассчитывается в зависимости от параметров ветровой волны, образующей в водохранилище.

Основные элементы ветровых волн: высота волны h, длина л и период ф. Для их определения вычисляются средние элементы, которые обозначаются соответственно h_гл; л_гл, ф_гл.

Индекс «гл» обозначает, что параметры находятся для глубоководной зоны, т.е. глубина воды Н>0,5л_гл.

Для этого рассчитываются безразмерные параметры:

(3)

(4)

где t - продолжительность действия ветра (принимается для предварительных расчетов t=21600 сек.)

D - длина разгона волны, м

W - расчетная скорость ветра, м/с

g - ускорение свободного падения м/с²

=> n=4 c=0,08

=> n=1,9 c=0,027

Аналогично определяется величины с и n параметру b. К расчету принимаем наименьшее, таким образом n=1,9 с=0,027.

По ним вычисляются величины:

Высота волны:

h_гл= (5)

h_гл=

Период волны:

(6)

Длина волны:

(7)

Высота наката волны определяется по формуле:

h_н= (8)

где f - коэффициент зависящий от типа крепления верховного откоса (f=0,9 при креплении каменной наброской)

К_с - коэффициент зависящий от скорости ветра W и заложения откоса m₁ принимается по таблице 2.



Таблица 2 - Значения коэффициента k_с.

Заложение верхового откоса ml	Значение Кс, при W, м/с
	>20	<10
0,4	1,3	1Д
0,4-2	1,4	1,1
3-5	1,5	1,1
5	1,6	1,2

К_НГ - коэффициент зависящий от пологости волны, для определения необходимо знать:

h_l%гл -высота бегущей волны обеспеченностью 1% определяют по формуле:

h_l%гл= h_гл·k_1% , (9)

где k_1%- коэффициент, который зависит от значения и определяется по таблице 3.

Таблица 3- Значения коэффициента k_1%.

gД/W2	0	2000	4000	6000	8000	10000	12000
K1%	2,1	2,2	2,3	2,35	2,4	2,42	2,44

Принимаю k_1%=2,1

h_l%гл= 0,796·2,1=1,672

По =

Принимаю К_НГ =1,4. k_в - коэффициент, учитывающий угол между фронтом волны и нормали к оси плотины, принимается по таблице 4.



Таблица 4- Значения коэффициента k_в.

Град	kв	Град	kв
0	1	40	0,87
10	0,98	50	0,82
20	0,96	60	0,76
30	0,92

Примечание: если в задании не приведены данные об угле между фронтом волны и нормали к оси плотины, можно принять угол произвольно.

Принимаю в=46є k_в=0,8

h_н=

По формуле определяют высоту наката. Ветровой нагон определяется:

(10)

где б_в - угол между продольной осью водохранилища и господствующим направлением ветра, град. (принимаю 86є).

W - скорость ветра, 17 м/с;

D - длина разгона волны, 7 м;

Н₁- глубина воды в верхнем бьефе 35м.

По формуле 2 вычисляются превышение отметки гребня плотины d над расчетным статистическим уровнем воды в водохранилище и определяется высота плотины Н_пл.

d=2,359+0,00027 +1=3,36 м

Hпл = 35+3,36=38,36м.



2.3 Гребень плотины

Гребень плотины, как правило используется для проезда автотранспорта. Ширина b_пл в этом случае определяется категорией дороги.

Основные параметры поперечного профиля автомобильных дорог приведены в таблице 5.

Таблица 5- Определение ширины гребня плотины

Категория автомобильной дороги	Ширина, м
	Проезжей части	Обочин	Разделительной полосы	Земляного полотна
I	15	3,75	5	27,5
II	7,5	3,75	-	15
III	7	2,5	-	12
IV	6	2,0	-	10
V	4,5	1,75	-	8

Принимаю b_пл=9м.

2.4 Дренажное устройство в теле плотины

Дренажные устройства в теле и основании плотины выполняют с целью:

а) приема и организованного отвода в нижний бьеф фильтрационной воды, чтобы исключить деформацию грунтов и основания плотины.

б) уменьшение зоны действия фильтрационного потока, что позволяет повысить устойчивость низового откоса.

в) недопущения выхода фильтрационного потока на низовой откос - заглубление депрессионной кривой зоны ниже зоны промерзания.

г) ускорение консолидации глинистых и илистых грунтов и уменьшения парового давления в отдельных зонах плотины или основания.

Тип дренажного устройства выбирается самостоятельно в зависимости от глубины воды в нижнем бьефе и от результатов фильтрационных расчетов. С конструкцией дренажного устройства можно ознакомиться в литературе /5/.

Поперечный разрез дренажного устройства с указанием размеров, гранулометрического состава приводится в графической части проекта.

2.5 Крепление откосов

Откосы грунтовых плотин подвержены разрушающим воздействиям ветровых волн, льда, атмосферных осадков и других факторов.

Для защиты верхового откоса СНиП И-53-73/6/ рекомендует крепления следующих видов:

а) каменную наброску из неотсортированного камня

б) бетонные монолитные железобетонные сборные и монолитные

в) асфальтобетонные

г) биологические

Тип крепления откосов принимается в соответствии с рекомендациями справочника проектировщика /5/.

В графической части проекта принимаем вид крепления откоса - каменная наброска.

2.6 Фильтрационные расчеты

Фильтрационные расчеты плотины заключается в построение кривой депрессии и определении фильтрационного расхода через тело плотины.

Плотина может располагаться на водонепроницаемом основании.

Основное уравнение имеет вид:



(11)

где k_т- коэффициент фильтрации грунта тела плотины, м/с

q - удельный фильтрационный расход

L_р-длинна пути фильтрации, определяется по формуле:

?L_в +?L_H (12)

Где L- длина пути фильтрации на расчетной схеме, м;

ДL_в- выход депрессионной кривой на верховой откос,

?L_в=в_вхН₁ (13)

так как m?2, то в_в можно принять:

в_в= (14)

в_в= 3,0/(2х3,0+1)=0,43

?L_H-выход депрессионной кривой на низовой откос, м:

?L_H= (15)

где Н₂- глубина воды в нижнем бьефе

m¹- заложение откосов дренажной призмы (обычно принимается m¹=1,5)

?L_H=м

?L_в=0,43·35=15,05 м

Lp=102+15,05 +2,55=119,6 м

Ордината кривой депрессии в сжатом сечении определяется:

, м (16)

м

Текущая координата кривой депрессии вычисляется по формуле:

, м (17)

Задаваясь значениями X определяют соответствующую ему величину h_x Расчеты ведут в табличной форме:

Таблица 6- Вычисление ординат кривой депрессии

X, м	0	25	50	75	102
hx,м	29,85	25,9	21,3	15,4	1,3

По результатам выполненных расчетов на поперечном разрезе плотины строят депрессионную кривую.

Вывод: Депрессионная кривая 1 выходит за линию низового откоса, поэтому устраиваем противофильтрационные устройства.

Фильтрационный расчет неоднородной плотины на водонепроницаемом основании.

1) Коэффициент фильтрации: к_я=0,004м/сут

К=0,1м/сут- суглинок

2) Проектирование профиля ядра.

Н_я=Н₁+0,5=35+0,5=35,5м

m_я· Н_я=35,5·1,125=39,9 м

t_н=1,5+2х39,9=81,3м

t_в=1,5м

3) Приводим плотину с ядром к эквивалентной однородной

4) Определяем величину выхода депрессионной кривой на верховой откос

о·Н₁=0,3·35=10,5м

о=0,3

Определяем длину пути фильтрации l по чертежу

l=133 м

5)Приведенная толщина ядра :

t_пр= t_cр·к/к_я (18)

t_cр=(t_в+t_н)/2 (19)

t_пр=41,4·0,1/0,004=1035

t_cр=(1,5+81,3)/2=41,4

6) Приведенная длина пути фильтрации:



L_пр=l+ t_пр- t_cр, м (20)

L_пр=133+1035-41,4=1126,6 м

7) Значение депрессионной кривой в сжатом сечении:

, м (21)

8) Уравнение кривой депрессии:

h²_х=2h_с·Х h_х=v2h_с·Х

Таблица7- Вычисление ординат кривой депрессии

X, м	0	30	60	90	120	133
hx,м	0	6	8,5	10,4	12	12,6

9) Расход фильтрационного потока:

q=k·h_c, м³/сут (22)

q=0,1·0,6=0,06м³/сут. На основании расчетов строится депрессионная кривая 2 неоднородной плотины на водонепроницаемом основании.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ

3.1 Определение максимальных расходов воды

Для обеспечения наиболее благоприятных условий пропуска максимальных расходов без повышения уровней в верхнем бьефе, а также регулирования уровней в водохранилище при изменении режима водопотребления проектируют водосливные плотины с затворами. При проектировании ведут расчет ширины водосливного фронта, определяют устойчивость плотины на сдвиг, определяют высоту плотины, ведут расчет и подбор водосливных сооружений, выбирают тип затвора.

Для расчета водосливных отверстий необходимо знать максимальные расходы воды, наблюдаемые в течение ряда лет. Для вычисления максимального расхода в данном курсовом проекте рекомендуется пользоваться таблицей 8 , по которой определяется класс капитальности сооружения.

Для нахождения максимального расхода Q_max этой же обеспеченности, необходимо умножить среднегодовой расход Q_P%(290м³/сек) на максимальный модульный коэффициент для заданного бассейна реки.

Q_max= Q_P%*К (23)

Где К- модульные коэффициенты, которые приводятся в приложении Б. Принимаем равным 4,901 (р. Вычегда)

Q_max= 290*4,91=1423,9м³/сек.

3.2 Определение ширины водосливного фронта плотины

Ширину водосливного фронта можно определить, зная величину Q_mах.



B=Q_max/q (24)

где q- удельный расход, т.е. расход приходящийся на 1м ширины водосливного фронта при полностью открытых затворах и максимальном уровне в верхнем бьефе. Удельный расход в первом приближении принимают на основании данных практики:

- при скальном и полускальном основании плотины от 50...70 до 120м²/с

- при нескальном основании до 10-30 = 30 м/с

B=142,39/30=142,39м

Согласно нормативных данных пролеты отверстий перекрываемых затворами имеют следующие размеры:

Количество водосливных отверстий определяют:

n=В/b (25)

где b - ширина одного отверстия (10м)

n=142,39/30=5 шт

Принимаю 5 окон по 10 м.

3.3 Определение отмети гребня водосливной плотины

Предполагаем, что при полном открытии затвора, водосливное отверстие будет работать как водослив практического профиля.

Расход для водослива определяется по формуле:

(26)



Где Q_max - расход идущий через водосливный фронт, м³/с

m - коэффициент расхода, для водосливов, гребень которых сформирован по координатам Офицерова- Кригера m= 0,49;

у_п - коэффициент подтопления, для незатопленного водослива у_п =1;

у_с - коэффициент учитывающий боковое сжатие, принимаем 0,82

Н - полный напор на водосливе

b /В=5/10=0,2

3.4 Проектирование профиля водосливной плотины

Теоретически профиль плотины имеет треугольное очертание с вертикальной гранью. Заложение низовой грани обычно принимают в пределах m₂=0,65-0,85. Очертание профиля водосливной плотины назначают по координатам Кригера -Офицерова.

По подсчитанным значениям Х и Y при своих значениях напора Н строят профиль гребня водослива. см Графическая часть.

m₂=B/H_пл=27/32=0,84

F=543,5 м²



4. РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ПЛОТИНЫ НА СДВИГ

4.1 Определение условий устойчивости

При проектировании плотины необходимо определить показатели устойчивости и прочности плотины.

В данном курсовом проекте расчет плотины ведется только на плоский сдвиг. Расчет выполняют путем вычисления коэффициента запаса К_зап и сравнивают его с допустимым коэффициентом К_доп=1,2(т.к класс капитальности - II). Условием устойчивости является Кзап?Кдоп

Коэффициент запаса вычисляют по формуле:

(27)

где: f - коэффициент трения , определяется f=tgц=0,25

ц - угол внутреннего трения, равен 14є

N - сумма вертикальных сил действующих на плотину определяется по формуле :

N=G+W₂+W₄-W₅-W₆ (28)

где: W₂, W₄ - вертикальные составляющие гидростатического давления воды со стороны верхнего и нижнего бьефов;

W5 - взвешивающие давление фильтрационного потока;

W6 - фильтрационное давление;

С- значение удельного сцепления,

G - вес плотины. Определяется по формуле:



G = гБ* F * В (29)

G =20580*543,5*1=11185230Н=11,2х10⁶Н

где г_б - объемный вес бетона,

с_b - плотность бетона, которая определяется по таблице 11

F - площадь поперечного профиля плотины, м²

В- длина плотины в плане (ширина водосливного фронта), расчеты производятся для 1 погонного метра длины плотины, поэтому принимаем В=1 п.м.

Т - сумма горизонтальных сил действующих на плотину:

Т=W₁ - W₃ + E + W_лс (31)

где W1_; W₃ - горизонтальные составляющие гидростатического давлении со стороной верхнего и нижнего бьефов.

Е - давление насосов;

Wл.c. - статическое давление льда.

4.2 Определение гидростатического давления воды

Горизонтальная составляющая гидростатического давления воды со стороны верхнего бьефа, определяется:

, (32)



где г- объемный вес воды, г=9790-9810 .Принимаю 9800

Н₁- уровень воды в верхнем бьефе.

Горизонтальная составляющая гидростатического давления воды со стороны нижнего бьефа, определяется:

, (33)

где Н₂- уровень воды в нижнем бьефе.

Вертикальная составляющая гидростатического давления со стороны верхнего бьефа:

, (34)

где m₁- заложение верхового откоса бетонной водосливной плотины;

Вертикальная составляющая гидростатического давления со стороны нижнего бьефа:

, (35)

где m₂- заложение низового откоса водосливной бетонной плотины определяют по



m₂=В/Н_пл=43,6/30=1,45

4.3 Определение давления фильтрационного потока

Давление фильтрационного потока под основанием плотины состоит из взвешивающего давления W₅ и фильтрационного противодавления W₆.

Взвешивающее давление W₅ определяется по формуле:

, (36)

где - коэффициент пористости грунта основания =0,5;

L - ширина подошвы плотины, принять по поперечному разрезу

водосливной плотины.

Фильтрационное давление потока определяется:

, (37)

где б₁- вспомогательный коэффициент, принимаем 0,4

В-ширина водосливного фронта, м

Н -- напор действующий на плотину, определяется:H=H₁-H₂=35-5,1=29,9м

где H₁ -- глубина воды в верхнем бьефе;

Н₂ - глубина воды в нижнем бьефе



4.4 Определение давления наносов на плотину и статического давления льда

Давление наносов на верховую грань плотины определяется по формуле:

Е= (38)

где г_нв -объемный вес насосов во взвешенном состоянии, г_нв = (10000-11000) , Н/м³

h_H -- слой наносов (м), определяется как 30% от H_пл = 1/3 * 50 = 16,7м

ц - угол внутреннего трения, равен 40є.

Е=

Статическое давление льда зависит от толщины льда, среднесуточных зимних температур и определяется:

Wл.c. = 0.5*R*hл*L (39)

где hл - толщина льда, м

L - длина плотины, принимаем 1 погонный метр .

R - предел прочности льда на сжатие, зависит от среднесуточной температуры воздуха, принимается:

при Т_{ср. сут.}=-15 ⁰С R= 120 ;



Wл.c. =0,5*120*0,7*27=1134Н.

Сумма вертикальных сил действующих на плотину:

N=11185230+0+101959-1214514-1780096,5=8292578,7Н=8,29*10⁶Н

Сумма горизонтальных сил действующих на плотину:

Т=171500-127449+1134+416419=461604=0,46*10⁶Н

К_зап=(0,25*8292578,7+0,14)/ 461664 =4,49

Вывод: т.к Кзап?Кдоп 4,49>1,2 , то данная плотина после выполненных расчетов является устойчивой.

4.5 Построение эпюр действующих на плотину сил

На основании вычисленных значений строят эпюры действующих на плотину сил.

Вывод: нужно уменьшить фильтрационное давление потока.

Противофильтрационные мероприятия:

1) понур

2) подошва

3) потерна

4) обратный фильтр.

Расчет длины понура.

l_п=2v(к₀/к)*t*T, м (42)

t_min=0,5м

t_пред=(до 10м)=8м

к₀,к- коэф.фильтрации основания и понура

T- заглубление водоупора

t - средняя толщина понура, (0,5+8)/2=4,25м

l_п=2v(0,04/0,004)*4,25*5=29м



5. РАСЧЕТ ВОДОБОЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

5.1 Расчет водобойного колодца

Водобойный колодец - элемент эксплуатационного водосброса, предназначенный для гашения энергии падающей воды.

Метод Агроскина:

Для начала вычисляем вспомогательную величину по формуле:

(43)

где б=1

q- удельный расход, при глинистом основании q=10м/с

Т₀- удельная энергия потока, определяется по формуле:

Т₀=Н₀+Р +бн₀²/2g (44)

Н₀- полный удельный напор над гребнем плотины (разница м/у грунтовой и бетонной плотинами), Н₀=3,4м

Р- высота бетонной плотины, Р=Н_пл=32 м

н₀=2 м/с

Т₀=32+3,4+1*2²/2*9,81=35,44м

В зависимости от вычисляется относительная величина ф_с, а затем и глубина в сжатом сечении (1_п) по прил. 18 «Сборник задач по гидравлике»: ф_с=0,003



(45)

По этой же таблице, вычисляется значение ф_c'' для разных значений скоростного коэффициента по которой определяется глубина, сопряженная с глубиной в сжатом сечении:

ф_с^”=0.1081

(46)

h_б=Н₂=5,1 м

прыжок отогнанный, требуется водобойное сооружение для прямоугольного потока.

Метод Чертоусова:

(47)

(48)

(49)



где ц-скоростной коэффициент, ц=0,98

Z₀=P+H₀-h_б=32+3,4-5,1=30,3 м

Приложение 21 по определяем ₀=15,2

Глубина водобойного колодца определяется по формуле:

(50)

(51)

где у-коэффициент запаса (1,05….1,1).Принимаю 1,1

Длина водобойного колодца назначается из расчета размещения в нем гидравлического прыжка:

, м (52)

где 0,7-0,8=0,7

l_c - длина прыжка по формуле Павловского:



,м (53)

м

Конструктивно принимаем: d=1м

l_k=27 м .

5.2 Расчет толщины водобоя

Водобой представляет из себя армированную плиту из сталебетона или пластбетона с защитным слоем арматуры и дренажем между каблуков водобоя.

Водобой предназначен для гашения энергии потока, сходящего с водослива. Длина водобоя

Толщина водобоя определяется из условий:

1. Из условий веса:

(54)

где W₅ - взвешивающие давление фильтрационного потока;

W₆ - фильтрационное давление;

- объемный вес бетона;

2. Из условия всплытия плиты:



(55)

где с_б - плотность бетона (2800 кг/м³)

с_в - плотность воды (1000 кг/м³)

l_к - длина колодца, м

г_d - коэффициент усл-й работы = 1

W_g - дефицит давления

(56)

(57)

W_ф - сила фильтрационного противодавления

(58)

г_n - коэффициент надежности => для II класса капитальности = 1,2

=> 1,7> =1,2

Вывод: плита водобоя удовлетворяет по условию всплытия при толщине 1,1 м. Под водобойной плитой устраиваем плоский горизонтальный дренаж. Водобой выполняют из сталебетона или пластбетона.



5.3 Проектирование рисбермы

Рисберма - участок, за водобоем предназначенный для успокоения и рассеивания потока.

Состоит из трех частей:

- жесткая часть из бетонных плит 20х20 со сдвинутыми швами

- гибкая часть

- концевое устройство

Конструкция по течению должна постоянно облегчаться.

Толщина 1 плиты рисбермы рассчитывается по зависимости:

, м (59)

k_c- коэффициент запаса =1,25

слой воды на рисберме, м

м

(60)

- скоростной напор, м/сек

(61)

- коэффициент Кориолиса для турбулентного режима = 1

^-скорость в сжатом сечении, м/сек, определяется по формуле

н_c=q/h`_c =10/0.106=94м/сек

критическая глубина на рисберме, м

(62)

ч- расстояние от сжатого сечения до рассматриваемой плиты

ч =l_п-l_c=17,93-14,1=3,83 м

Толщину рисбермы необходимо проверить с конструктивными рекомендациями.

Конструктивно:

1) толщина первой плиты = 2/3 от толщины водобоя:

, t_p1=(1-3)=3 м

2) толщина второй плиты = 2/3 от толщины первой плиты:

2) толщина третьей плиты = 2/3 от толщины второй плиты:

Длина рисбермы:

H_c - разница отметок верхнего и нижнего бьефа, м

Н_с =35-5,1=29,9 м

l_жр=60м

l_гиб= L_р- l_жр =150-60=90 м

Вывод: t_p1=3м

t_p2=2м

t_p3=1,3м

l_жр=60м

l_гиб=90м

Гибкая часть из каменной наброски. Концевое устройство - шпора.



6. СХЕМА РАБОТЫ ЗАТВОРА

6.1 Расчет маневрирования затворов

Расчет маневрирования затворами состоит в определении количества приоткрытых отверстий, необходимых для полного открытия одного водосливного окна.

Сначала затворы приоткрывают на величину:

(64)

где Н_ст - напор на водосливе (6,4 м)

Определяем расход, который пойдет в нижний бьеф:

(65)

где Q₁ - расход полностью открытого окна

Q₁=q*b=10*30=300 м/сек

b - ширина окна (30 м)

m - количество приоткрытых окон (17)=1

q_пр - удельный расход приоткрытого окна

(66)



где ц - коэффициент скорости (0,95-1)=0,98

о - коэффициент сжатия при истечении из-под щита

Ф(ф) (67)

ф_с^// определяется по приложению 18 «Сборник задач по гидравлике» в зависимости от Ф(ф) и ц = 0,61.

По первому и последнему столбцу строим график и проводим касательную к концам графика, при пересечении этих касательных получается точка, она соответствует оптимальному количеству приоткрытых окон.

Вывод: открытие одного затвора осуществляется при приоткрытии 2 отверстий.

6.2 Расчет водосбросного отверстия грунтовой плотины

Пропускная способность напорных башенных водосбросов (Q) определяется по формуле:

(68)

где w - площадь выходного поперечного сечения трубы;

- коэффициент расхода напорного башенного водосброса = 0,82;

g - ускорение свободного падения = 9,81;

Н₌ Н₁ -(2-3)=35-2=33 м.

Вывод: принимаем размеры отверстий стандарт 2х2, 2шт.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Нурекенова Р.Т. Гидротехнические сооружения Методические указания для практических занятий дял студентов специальности «Строительство» специализации «Водоснабжение и канализация»: ВКГТУ, 2005 г.

2. Сборник задач по гидравлике. / Под ред. В.А. Большакова/К.:1979

3. СНиП П-54-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). М.: Стройиздат, 1983.

4. СНиП 2-04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985.

5. СНиП 2.01.14-83. Определение расчетных гидротехнических характеристик. М.: Стройиздат, 1985.

6. Руководство по определению расчетных гидротехнических характеристик. М.: Гидрометеоиздат, 1973.

7. Справочник проектировщика. Гидротехнические сооружения. / Под ред. В.П. Недриги/ М.: 1983.

8. СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов. Нормы проектирования.-JI.: 1985.-28 с.

Размещено на Allbest.ru