Основы проектирования дамбы обвалования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

Кафедра гидротехнических сооружений

Контрольная работа

Основы проектирования дамбы обвалования

Москва 2011 г

ВОДОРАЗДЕЛ -- граница (линия раздела) между бассейнами (водосборами) водоемов, водотоков или скоплений подземных вод. Различают поверхностный и подземный водораздел. На равнинах водораздел нередко находится на плоских междуречьях и линию его определить трудно. В горах водораздел резко выражен и обычно совпадает с гребнем хребта. В связи с тектоническими движениями или более быстрой эрозией рек одного бассейна водораздела нередко меняют свое положение.

Крупные реки, которым дает начало опоясывающий весь мир Великий водораздел, нередко зарождаются неподалеку друг от друга. Истоки трех из четырех великих рек Африки -- Заира, Замбези и Нила -- находятся на относительно небольшом расстоянии один от другого; Нигер начинается далеко на северо-западе от них. Заир, ранее называвшийся Конго, впадает на западе Африки в экваториальную часть Атлантического океана, Замбези, на юго-востоке, -- в Индийский океан, а Нил, на севере, -- в Средиземное море. Каждая из этих трех рек начинается в нагорьях, связанных с Великой рифтовой долиной, и питается водой озер, горных ливней и туманов высоких плоскогорий. Река Лу-алаба, основной восточный приток Заира, когда-то, 65 млн. лет назад, была частью системы Нила. По мнению некоторых, наиболее удаленным и главным истоком Заира является река Чамбези, берущая начало в высоком нагорье между озерами Танганьика и Ньяса. Но истинным истоком Заира принято считать Луалабу, которая начинается на высоте 1380 м в 100 км юго-восточнее города Колвези в Заире.После быстрого спуска на обширное плато она течет по прорезанным ею глубоким ущельям и спускается в желоб, образованный зоной сбросов. Как только Луалаба входит в озеро Упемба, изобилующее плавучими островками растительности и зарослями папируса, течение ее замедляется. Отсюда Заир параллельно озеру Танганьика течет почти строго на север, к экватору. От водопадов Бойома (ранее водопады Стенли), представляющих собой впечатляющую серию каскадов протяжением 96 км, река поворачивает на запад. Ниже их начинается собственно Заир. Если выше водопадов реку называют и Луалаба, и Заир, то после них -- только Заир. Такова традиция.

Среднее течение реки проходит по территории, бывшей когда-то огромным мелким озером. На этом участке она необъятно широка. Даже сегодня Заир имеет здесь глубины всего 1-- 2 м, но растекается на ширину от 6 до 14 км. Для этого участка реки характерны блуждающие несчаные отмели и большие постоянные острова. Широкая, в несколько километров, пойма по обоим берегам поросла лесом. Последний, нижний, участок реки начинается от заводи Малебо (ранее заводь Стенли), широкого мелкого озера. Преодолев 32 водопада, Заир наконец достигает моря. При площади водосборного бассейна примерно 3 700 000 кв. км не приходится удивляться, что Заир в норме сбрасывает в океан более 42 000 куб. м/с воды, а в сезон дождей -- вдвое больше. По расходу воды эта река занимает второе место в мире после Амазонки.

Крамсные лимнии -- линии, которые обозначают существующие, планируемые (изменяемые, вновь образуемые) границы территорий общего пользования, границы земельных участков, на которых расположены линии электропередачи, линии связи (в том числе линейно-кабельные сооружения), трубопроводы, автомобильные дороги, железнодорожные линии и другие подобные сооружения (линейные объекты).

В узком смысле -- линии ограничения застройки.

Красные линии имеют чётко прописанный юридический статус и, тем самым, являются одним из наиболее эффективных средств закрепления положений и проектных решений, заложенных в проектах планировки и генеральном планегорода. Если красная линия (линия ограничения застройки; линии строительных кварталов; полосы отвода железных дорог и т.д.) проходит через земельный участок, то земельный участок как правило распадается на две зоны с различным юридическим статусом и режимом разрешённого использования.

Формы рельефа

Формы рельефа - отдельные неровности поверхности литосферы: - выпуклые - положительные формы рельефа; и - вогнутые - отрицательные формы рельефа.

Формы рельефа различаются: - по размерам: планетарные формы, мегарельеф, макрорельеф, мезорельеф, микрорельеф, нанорельеф; - по происхождению: тектонические, вулканические, водно-эрозионные, ледниковые, карстовые, эоловые и др.; - по возрасту и другим признакам.

Формы рельефа обычно сопряжены между собой и группируются в типы рельефа, составляющие в совокупности рельеф Земли.

Отрицательные формы рельефа - относительно пониженные участки поверхности суши или дна водоемов различной глубины: впадины, котловины, долины и др.

Впадина - более или менее замкнутое понижение земной поверхности в пределах суши, дна океанов и морей. Обычно впадины имеют тектоническое происхождение.

Долина водотока - относительно узкое и вытянутое в длину, обычно извилистое углубление в земной поверхности, образованное вековой деятельностью стекающей по поверхности земли воды, с наличием русла современного водотока и характеризующееся продольным уклоном дна.

У молодых долин выделяются коренные берега и узкое дно, нередко целиком занятое руслом. У древних долинах дно более широкое, в его пределах выработаны рекой пойма и террасы.

Глубина и ширина долины, количество террас в ней зависят от возраста и величины реки, геологического строения местности, тектонических движений. Многие крупные долины проходят по зонам разломов земной коры.

Котловина - понижение земной поверхности в пределах суши, дна океанов или морей, преимущественно округлых очертаний, замкнутое со всех сторон или открытое с одной стороны (если из котловины вытекает река) или с двух сторон (если река протекает через котловину).

Наземные котловины разделяются на тектонические, вулканические, эрозионные, ледниковые, эоловые, карстовые и смешанного происхождения.

В рельефе морского дна выделяют котловины переходной зоны и котловины ложа океана. Ложбина - линейно вытянутое незамкнутое неглубокое (от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров) понижение рельефа с уклоном вдоль оси. Ложбина не имеет четко выраженной бровки, с пологими мягкими склонами, плавно переходящими к днищу и водораздельным пространствам. Ширина ложбины составляет от десятков метров до 150-200 м, в плане ложбины имеют извилистую форму.

Ложбины свойственны равнинным и холмистым местностям, покрыты влаголюбивой растительностью, в периоды весеннего снеготаяния нередко заполнены водой. Ложбины имеют преимущественно эрозионное происхождение. Ложе океана - основное пространство дна Мирового океана с преобладающими глубинами более 3000 м, простирающееся от подводной окраины материка в глубь океана. Ложе океана - очень крупная, одного порядка с материками, отрицательная форма рельефа, один из главных элементов рельефа и геологической структуры Земли. Площадь ложа океана занимает около 255 млн.кв.км., более 50% дна Мирового океана. Ложе океана ограничено материковыми склонами. Важнейшими элементами рельефа ложа океана являются океанические котловины и разделяющие их срединно-океанические хребты, возвышенности и подводные плато. Овраг - отрицательная линейная форма рельефа; узкая крутосклонная рытвина, часто ветвящаяся к верховью, с голыми незадерненными бортами, образованная временным водотоком на возвышенности, склоне речной долины. Обычно овраги образуются в легко размываемых осадочных породах непостоянными периодически текущими потоками талых и дождевых вод. Длина оврагов достигает нескольких километров, ширина - до нескольких десятков метров, глубина - несколько метров. Овраг постепенно растет, его верховья продвигаются все дальше вверх по склону. Овраги наносят вред сельскому хозяйству, уничтожая и расчленяя поля. Борьба с оврагами ведется путем закрепления их склонов, посадок леса на окружающих овраги площадях и т.д. Старый овраг постепенно превращается в балку.

Мутность

Качество воды определяется наличием в ней различных веществ неорганического и органического происхождения, а также микроорганизмов. Примеси могут содержаться в воде в различном состоянии:

а) во взвешенном -- в виде отдельных частиц (грубодисперсная взвесь);

б) в коллоидном;

в) в растворенном.

Мутность воды обусловливается наличием в ней различного рода механических примесей, находящихся во взвешенном состоянии: частиц песка, глины, илистых частиц органического происхождения и др. Мутность обычно свойственна воде поверхностных источников и главным образом рек. От характера грунта дна и берегов рек и от скорости течения воды зависит степень вымывания частиц грунта, увлекаемых водой.

Чем меньше размеры частиц грунта, тем большее количество их несет река. Чем больше скорость течения, тем больших размеров частицы могут увлекаться водой. При определенной скорости течения воды частицы эти поддерживаются во взвешенном состоянии и придают воде мутность.

Мутность воды определяют специальными приборами -- мутномерами.

В настоящее время для определения мутности стали применять приборы, основанные на действии фотоэлементов, -- нефелометры.

Прозрачность воды измеряют в стеклянном цилиндре или стеклянной трубке с сантиметровой шкалой. При этом определяют толщину слоя воды (в см), через который еще виден нанесенный черной краской на белой пластинке условный знак в виде двух крестообразно расположенных линий толщиной 1 мм (крест) или специальный стандартный шрифт. Таким образом, прозрачность измеряется в см вод.ст.

Содержание взвешенных веществ в речной воде (а следовательно, ее мутность и прозрачность) меняется в течение года, возрастая в период дождей и доходя до максимума в период паводков. Наименьшая мутность (наибольшая прозрачность) речной воды наблюдается обычно в зимнее время, когда река покрыта льдом. В озерах и искусственных водохранилищах мутность, как правило, незначительна и обусловливается поступлением мутной воды из рек, питающих данные водоемы, а также поверхностных стоков с их берегов. В больших водоемах замутнение воды происходит в результате взмучивания осадков со дна при волнении в ветреную погоду.

Мутность некоторых рек достигает весьма значительной величины (до нескольких тысяч мг/л).

Проектирование природоохранного водного объекта - дамбы обвалования

Дамбы обвалования нижнего бьефа, устраиваемые вдоль реки, находятся под напором во время половодий и паводков в течение 20…40 дней. Величина давления на них небольшая. Основные нагрузки обусловлены размывающим действием продольного течения воды и фильтрационного давления.

Дамбы водохранилищ находятся под напором длительное время, при этом имеет место значительное гидравлическое давление грунтового потока и потери воды на фильтрацию. В верхнем бьефе длительное время действуют ветровые волны, которые оказывают разрушающее действие на откосы дамб, что необходимо учитывать при проектировании поперечного профиля дамб и крепления откосов.

Гребень дамбы в верхнем бьефе должен возвышаться над НПУ на велечинуt:

t = 3,2K*2h*tgб,

К - безразмерный коэффициент для грунтового гладкого откоса; К=1

2h - высота волны, определяемая по формуле В.Г. Андреянова:

2h = 0,0208 w^5/4L^1/3

W - Скорость ветра, м/с

L - длина водохранилища, км;

б - угол наклона верхового откоса дамбы.

В верхнем бьефе, дамба находится с двух сторон, поток реки не должен быть сильно стеснен дамбами.

Расход потока вычисляется по формуле :

Q=b*t*v,

b - естественная ширина поймы, b=105 м.

t - средняя глубина разлива реки;

v - скорость потока, вычисляемая по формуле Шези: V= CR_i

при значительной ширине поймы и малой глубине t, можно принять равной R:

Q=b*t*Ct_i

после обвалования:

Q=B*T*CT_i

B - ширина русла между валами ;

Т - глубин потока между валами

Т=t³b²/B²

h - высота подпора:

h=t(b²/B² -1)

для решения данного упражнения задаемся величиной В. Уточнение приводится последовательным приближением.

Отметка гребня дамбы вычисляется по формуле:

Гр.дамбы = НБ^max+h+d

d - конструктивный запас гребня : d = (0.6…1.5)м.

Заложения откосов вала должно быть таково, чтобы кривая дисперсия не выходила на поверхность сухого откоса. Часто с низовой стороны насыпает банкет. Грунт для валов берут из карьеров с речной стороны валов за 10м до подошвы верхового откоса вала. Глубина карьера обычно составляет 1м, при этом его дну придают уклон в сторону реки.

В основании вала закладывают зуб для уменьшения фильтрации воды под сооружение. При невозможности устройства зуба увеличивают ширину вала.

Продольный уклон валов должен быть равен уклону поверхности воды в обвалованном участке русла или примерно уклону реки .

Защита валов от размыва текущей водой осуществляется многолетних трав. Высаженная по берегам ива хорошо предохраняет вал от действия волны. Также для защиты откосов вала от разрушительного действия волны применяют бетонное крепление, каменную отмостку или отсыпку с небольшим количеством песка или суглинок. Чистая глина не пригодна для насыпи. Нежелателен и чисто песок из-за высокого коэффициента фильтрации.

Размеры валов подбираются по рекомендации профессора А.Д. Брудастого :

Поперечные размеры обосновывают расчетами. Конструкция поперечного сечения дамбы. Рассчитывают дамбы т.ж. как и земляные плотины. Так же необходимо предусматривать дренаж и отвод воды с защищаемой территории. Влекущая сила от действия воды в нижнем бьефе на откосы дамбы определяется по формуле Дюбуа:

- плотность воды,р= 1000

- уклон дна водотока,

Гидравлический радиус,м

По вычисленному значению при условии , принимаем тип крепления.

Значение принимается по таблице1.

рельеф река дамба вал

Размещено на Allbest