Гидравлические расчеты

Многоступенчатый перепад

Представляет собой ряд ступеней из одинаковых по размерам колодцев, образованных продольными (боковыми) и поперечными (водобойными) стенками. Он устраивается при значительных (более 0,25) уклонах местности по трассе водосброса.

Размеры колодцев и высота водобойных стенок определяются на основании гидравлического расчета из условия полного гашения энергии потока.

Высота ступеней p обычно назначается одинаковой, не превышающей, как правило, 5–6 м. Длина ступеней – до 20 м. Глубина водобойного колодца при этом предварительно может быть принята d к = p /3. Тогда средняя высота ступеней p = P/n + d к, где P – разность отметок в начале и в конце перепада.

Зададимся значениями

P=5 м. L=20 м. Для последней ступени P=4 м. L=20 м По геодезической топосьёмке.

Расчет первой ступени многоступенчатого перепада.

Подбором определяем величину h₁=h’

При заданном расходе Q=155.5 м³/с. По формуле

H₀=3 м

φ=0.9 принимается по графикам в зависимости от высоты и конструктивных особенностей ступени

Из расчета h₁=0.486

Далее определяется вторая сопряженная глубина h''. По формуле:

Где

Где α=1-коэфициент подтопления

В=29,3м.-ширина перепада

Q=155.5 м³/с требуемы расход

Глубина воды над порогом водослива в начале следующей ступени (H ₁)

определяется из уравнения:

Где

m=0.36 – коэффициент расхода

Глубина водобойного колодца на ступени равна

Дальность полета струи равна

Где

Где

Длина прыжка определяется по формуле

Длина ступени перепада (водобойного колодца) равна

Расчет второй ступени перепада

Подбором определяем величину h₁=h’

При заданном расходе Q=155.5 м³/с. По формуле

H₀=2,11 м

φ=0.9 принимается по графикам в зависимости от высоты и конструктивных особенностей ступени

Из расчета h₁=0,515

Далее определяется вторая сопряженная глубина h''. По формуле:

Где

Где α=1-коэфициент подтопления

В=29,3м.-ширина перепада

Q=155.5 м³/с требуемы расход

Глубина воды над порогом водослива в начале следующей ступени (H ₁)

определяется из уравнения:

Где

m=0.36 – коэффициент расхода

Глубина водобойного колодца на ступени равна

Дальность полета струи равна

Где

Где

Длина прыжка определяется по формуле

Длина ступени перепада (водобойного колодца) равна

Расчет третьей ступени перепада – водобойного колодца

Подбором определяем величину h₁=h’

При заданном расходе Q=155.5 м³/с. По формуле

H₀=2,1 м

φ=0.9 принимается по графикам в зависимости от высоты и конструктивных особенностей ступени

Из расчета h₁=0,565

Далее определяется вторая сопряженная глубина h''. По формуле:

Где

Где α=1-коэфициент подтопления

В=29,3м.-ширина перепада

Q=155.5 м³/с требуемы расход

Глубина водобойного колодца на ступени равна

Где

Дальность полета струи равна

Где

Где

Длина прыжка определяется по формуле

Длина ступени перепада (водобойного колодца) равна

По расчету видно, что длина ступеней в 20 м. велика. Будем применять длину ступени для первой ступени равную 19 м. Для второй ступени 18 м. Для третьей ступени 16 м. Высоты водобойных стенок в 1 м. А высота водобойного колодца будет равна 0.6 м.

Отводящий канал устраивается между сопрягающим сооружением и руслом реки. Канал выполняется в выемке таким образом, чтобы дно его сопрягалось с дном реки. Дно отводящего канала может быть горизонтальным или ему может придаваться уклон меньше критического. Гидравлический расчет канала производится по формулам равномерного движения воды. Если скорости потока в канале превышают допустимые по размыву, дно и откосы его укрепляются.

Заключение

Настоящим проектом предусматривается проектирование плотины из грунтовых материалов и паводкового башенного водосброса.

Исходные данные для проектирования гидротехнических сооружений приведены в задании.

В соответствии с топографическим планом строительной площадки выбирается створ плотины и ось водосбросного сооружения.

В соответствии с заданием и исходными данными на проектирование подпорного гидроузла в составе плотины из местных строительных материалов с паводковым водосбросом и на основании топоплана строительной площадки масштаба 1:5000 выбран створ плотины и ось водосбросного сооружения. Створ плотины расположен в наиболее узком участке долины реки. Произведено конструирование поперечного профиля и элементов плотины. Определена отметка гребня плотины и его ширина. Назначено заложение и очертание откосов плотины.

Выбраны устройства для крепления откосов, противофильтрационные и дренажные устройства, сопряжение тела плотины с основанием и бетонными сооружениями.

Произведены расчеты ширины гребня плотины, превышения гребня над УВБ, высоты плотины, заложения верхового и низового откоса плотины, противофильтрационного и дренажного устройства. Выполнены фильтрационные расчеты для определения положения депрессионной кривой, установления градиентов и скоростей фильтрационного потока и определения фильтрационного расхода. Для подтверждения величины заложения откосов производятся расчеты их устойчивости.

Выбран тип водосбросного сооружения – многоступенчатый перепад. Проведены гидравлические расчеты основного паводкового и поверочного расходов для многоступенчатого перепада.

По результатам проведенных расчетов на основании технико-экономического сопоставления различных вариантов осуществлен выбор конструктивных особенностей плотины и водосбросного сооружения.

Задание на проектирование гидротехнического узла в составе плотины из местных материалов с паводковым башенным водосбросом выполнено.

Список использованной литературы

1. Богославчик П.М., Круглов Г.Г. «Гидротехнические сооружения». Учебно-методическое пособие для студентов-заочников специальности Т.19.06 «Водоснабжение, водоотведение, очистка природных и сточных вод». Минск, 1999.

2. Богославчик П.М., Круглов Г.Г. «Подпорный гидроузел». Учебно-методическое пособие к проекту по дисциплине «Гидротехнические сооружения» для студентов специальности Т.19.06 «Водоснабжение, водоотведение, очистка природных и сточных вод». Минск, 2001.

3. «Гидротехнические сооружения» Под ред. Розанова Н.П. Москва. Агропромиздат, 1985.

4. Гольдин А.Л., Рассказов Л.Н. «Проектирование грунтовых плотин». Москва. Ассоциация строительных вузов, 2001.

Дата добавления: 2015-08-31