Бетонная водосливная плотина на нескальном основании
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
Курсовой проект
По дисциплине: Речные гидротехнические сооружения
Тема: Бетонная водосливная плотина на нескальном основании
1. Компоновка гидроузла
Разработка компоновочных решений гидроузлов представляет собой сложную инженерную задачу.
Гидроузел, как правило, представляет собой комплекс гидротехнических сооружений общего (плотина, водосбросы) и специального (здание ГЭС, шлюз, судоприемники т.п.) назначения.
Первый вопрос, который необходимо решить - это размещение сооружений в намеченном створе, компоновка гидроузла. Под компоновкой гидроузла понимается такое взаимное расположение входящих в него сооружений, которое наиболее эффективно обеспечивает решение намечаемых народнохозяйственных задач.
При заданном составе сооружений гидроузла существенное влияние на компоновку оказывают следующие факторы:
- инженерно-геологические особенности створа;
- объем земляных и бетонных работ должен быть как можно меньше;
- возможность пропуска строительных расходов и перекрытия русла;
- обеспечение условий судоходства в нижнем бьефе (если в составе гидроузла есть шлюз);
- вопросы организации производства работ.
Поскольку для каждого гидроузла эти факторы имеют свою специфику, то компоновку сооружений гидроузла в реальном проекте также приходится решать индивидуально, руководствуясь конкретными природными и экономическими условиями намечаемого района строительства гидроузла, результатами изысканий, проектных проработок и лабораторных исследований.
Однако в проектах при выборе состава сооружений, их типов и вариантов компоновок проектировщики по возможности анализируют предшествующий опыт проектирования, строительства и эксплуатации существующих гидроузлов и используют имеющиеся проектные решения в качестве аналогов.
В проектируемый гидроузел входят: ГЭС, водосливная бетонная плотина, грунтовая плотина и судоходный шлюз. Располагаем их в заданном створе от левого берега в следующем порядке: ГЭС, водосливная бетонная плотина, грунтовая плотина и судоходный шлюз. Такая компоновка выбрана из экономико-технических соображений. ГЭС удобнее располагать у берега, т.к. туда необходимо привозить тяжелое оборудование. Судоходный шлюз располагают на противоположном берегу от ГЭС, т.к. за ГЭС образуются большие пульсации, что будет мешать нормальной эксплуатации шлюза.
- Выбор удельного расхода
Удельный расход воды через плотину принимается в зависимости от величины максимального расчётного расхода, от напора на сооружении и от инженерно-геологических условий.
Для больших плотин целесообразно принимать большие удельные расходы. В случае нескального основания до 70 м3/(с.м). Для низконапорных плотин при сравнительно небольших максимальных расчётных расходах целесообразно принимать удельный расход меньше - до 7 - 5 м3/(с.м).
Изучение опытных данных показало, что для предварительного определения удельного можно определить по следующему соотношению:
q =(2,1 - 2,5) • VH, h=1• (2.1)
где q - удельный расход воды через плотину, м3/(с.м);
VH, h=1 - неразмывающая скорость потока для грунтов в нижнем бьефе при глубине равной 1,0 метру [л.1; таб.№2.5, стр.67];
h нб - бытовая глубина воды в реке при пропуске максимального расхода, м.
Глубина воды определяется по материалам задания:
h нб = ЎУНБmax - Ўдна (2.2)
где УНБmax - уровень в нижнем бьефе при максимальном расходе (см. кривую Q=f(Н), по заданию 87,0м.) м;
Ўдна - отметка дна реки, м. (по заданию 77,0м).
h нб = 87,0 - 79,0 = 8,0 [м],
q = 2.2 0.7 8,0 1,2 = 18,67 [м3/(с м)] ,
8.67 1.8 = 35.0 [м3/(с м)]
3. Определение основных размеров сооружения
Для компоновки гидроузла необходимо определить длины составных частей (плотины и ГЭС) по следующим соотношениям:
Где (3.1)
ГЭС - расход воды на ГЭС, м3/с;пл - расход воды проходящий через водосливную плотину, м3/с; max - максимальный расход воды, м3/с (см. задание 6050 м3/с)
? = 8 QГЭС НТ, (3.2)
(3.3)
где ? - мощность ГЭС (по заданию 50 МВт);
НТ - напор на гидротурбинах.
НТ = ЎНПУ - ЎУНБср, (3.4)
Где ЎНПУ - нормальный подпорный уровень (по заданию 95,0 м);
ЎУНБср - уровень в нижнем бьефе при среднем расходе (см. кривую Q=f(Н) по заданию принимаем 84,0 м.).
НТ = 95,0- 84.0 =11,0 [м], ГЭС =
(3.5)
где - длина ГЭС, м;
- расход воды на ГЭС, м3 / с;
- удельный расход воды на ГЭС , м3 / (с.м), =(12...16)м3/(с.м). ГЭС =
[м] (3.6)
lпл - длина плотины в створе, м.пл - расход воды через плотину, м/с;
?пл - длина плотины в створе, м;max - максимальный расход воды через плотину (по заданию 6050 м3/с)
qпл - удельный расход воды через плотину, (м3/с)
[м3/с]
плотина гидроузел профиль затвор
4. Определение напора на водосливе
Для определения напора используется основная формула водослива:
(4.1)
где m - коэффициент расхода водослива:
- коэффициент подтопления;
Н0 - полный напор на водосливе, м.
; (4.2)
где Н - напор на водосливе, м;
- коэффициент Кариолиса, принимаемый равным 1.1;
- скорость потока в верхнем бьефе, м / с;
(4.3)
Где - глубина в Водохранилище, м.
Коэффициент расхода для водослива практического профиля можно принять равным m=0.48. Полагая в первом приближении