Гидроузел с грунтовой плотиной

Дипломная работа - Геодезия и Геология

Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология



е.Данных технико-экономических сопоставлений.

На основании вышеизложенных пунктов, при высоте плотины 41.3м, напоре на плотину 35.3м, при нескальном грунте основания (песок р/з, супесь), при максимальных паводковом и строительном расходах, равных соответственно 1200 м3/с и 510 м3/с, принимаем строительную галерею с уклоном дна i = 0.002.

2.2 Расчёт пропуска строительного паводка

Qmax - расход, равный паводковому расходу Qпав = 510 м3/с,

? - коэффициент расхода, в первом приближении принимаемый равным 0.8;

? - площадь поперечного сечения строительной галереи

Нд - действующий на туннель напор

и максимальной глубиной перед перемычкой ) и уровня воды в нижнем бьефе при пропуске строительного расхода.

Первое приближение:

;

отсюда площадь:

.

Примем b=11м и h=10м > ? = 110

Второе приближение: на основании принятых предварительных размеров (,) необходимо уточнить коэффициент расхода ? по формуле:

Коэффициент сопротивления на вход принимаем ?ВХ = 0.1, т.к. радиус входного оголовка равен диаметру туннеля.

Коэффициент гидравлического сопротивления пазов для затвора равен:

;

где

l - толщина паза;

Коэффициент гидравлического сопротивления проема для затворов на потолке равен:

;

где

- толщина проема;

Коэффициент гидравлического сопротивления по длине:

;

где

- коэффициент сопротивления по длине, который определяется по формуле:

;

где

- относительная шероховатость

- гидравлический радиус галереи, который определяется по формуле:

-эквивалентная шереховатость

Суммарный коэффициент гидравлического сопротивления равен сумме гидравлических сопротивлений, приведенных к выходному отверстию, т.к. тоннель постоянного сечения, то

Уточнение коэффициента расхода:

Отсюда площадь тоннеля во втором приближении равна:

.

Примем b=10м и h=9.5м > ? = 95

2.3 Расчет перекрытия русла

Расчёт перекрытия русла проводится с целью проверки допустимого перепада уровней воды перед создаваемой перемычкой и за ней при перекрытии русла реки. Этот перепад Z не должен превышать 2 м, иначе перекрытие русла может оказаться невозможным ввиду чрезмерно большой размывающей способности потока. Кроме того, в данном расчёте определяем уклон водосбросной трубы, через которую и пропускается расход перекрытия Qпер = 110 м3/с (в безнапорном режиме по всей длине галереи):

Величина Z определяется из формулы:

,

где

i - уклон дна водосбросной трубы,

L - полная длина тоннеля, равная 286 м,

- скоростной перепад на входе в тоннель.

- скоростной перепад на выходе из тоннеля.

Расход при перекрытии русла должен пропускаться в безнапорном спокойном режиме, уклон тоннеля должен быть меньше критического . Принимаем уклон тоннеля равным

Теперь значение вычисляем:

,

где

V0-скорость потока воды в верхнем бьефе перед плотиной

Vт-скорость потока воды в тоннеле.

Скорости потоков определяем из формул:

и ,

где

?1 - площадь потока воды в водохранилище,

?2 - площадь потока воды в тоннеле,

h0 - глубина потока воды в тоннеле (нормальная глубина),

Площадь потока в водохранилище определяется по топографическим данным при уровне воды, соответствующем расходу перекрытия

.

Для вычисления скорости потока в тоннеле требуется рассчитать нормальную глубину h0. Воспользуемся формулой Шези:

Для определения скорости движения потока в туннеле необходимо вычислить глубину потока в нём h0, воспользовавшись формулой расхода при равномерном движении жидкости:

,

где

Q - расход перекрытия русла, Q = 110 м3/с;

w - площадь живого сечения потока;

R - гидравлический радиус, R = w / c;

c - смоченный периметр;

С - коэффициент Шези, по формуле Маннинга С = R1/6 / n;

n - коэффициент шероховатости туннеля, для каналов бетонированных в средних условиях n = 0.014;

i - принятый уклон туннеля, i = 0.002.

Выразим w, С и R через h0, заменив круглое, частично заполненное, сечение трубы прямоугольным, и подставим полученное в формулу расхода:

w d h0;

c 2h0 + d;= (d h0) / (2h0 + d);

С = ((d h0) / (2h0 + d)) 1/6 / n.

Таким образом

.

Глубину потока в туннеле h0 необходимо рассчитывать методом последовательных приближений. В первом приближении примем h0 = 2.0 м.

Первое приближение:

.

Второе приближение при h0 = 2.71 м:

.

Третье приближение при h0 = 2.36 м:

.

Четвёртое приближение при h0 = 2.51 м:

Пятое приближение при h0 = 2.44 м:

Шестое приближение при h0 = 2.48 м:

Седьмое приближение при h0 = 2.46 м:

Окончательно принимаем глубину потока в туннеле h0 = 2.46 м.

Средняя скорость течения в туннеле:

,

w0 - площадь живого сечения потока в туннеле.

Средняя скорость в верхнем бьефе при подходе к туннелю:

,

wб - площадь живого сечения потока в верхнем бьефе.

Перепад при входе потока в туннель:

.

Таким образом, перепад уровней Dz равен:

Dz = 1.40 + 0.002 . 286 - 0 = 1.97