Гидроузел с грунтовой плотиной
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
м < Dzпред 2 м.
Условие выполнено, следовательно строительный водосброс может быть использован для пропуска расхода перекрытия.
2.4 Расчёт концевого участка строительного водосброса
При выходе потока из водосброса образуется гидравлический прыжок. Требуется определить форму сопряжения, или проверить, является ли он отогнанным или надвинутым (затопленным), т.е. требуется ли водобойное устройство или нет.
Условие затопленного гидравлического прыжка:
,
-глубина воды в нижнем бьефе при паводковом расходе,
,
;
- раздельная глубина,
,
- глубина сжатого сечения, равная высоте выходного сечения,
;
- критическая глубина (т.е. обладающая минимальной удельной энергией), определяемая по формуле:
,
,
тогда раздельная глубина:
.
Условие затопленного прыжка:
- условие выполняется, прыжок затоплен.
2.5 Расчет паводкового водосброса
Т.к. максимальный паводковый расход невозможно пропустить через трубчатую галерею рассчитанную для строительного периода даже при условии добавления галерей (невозможна эксплуатация галереи в безнапорном режиме при паводковом расходе, а устройство напорной трубчатой галереи невозможно по эксплуатационным особенностям), то необходимо выбрать тип паводкового водосброса.
В качестве паводкового водосброса принимает быстроток.
Быстротоками называются каналы с уклоном дна больше критического, сбрасывающие воды из верхнего бьефа в нижний. Он включает в себя:
Водоприемник в виде водослива;
Сбросная часть (быстроток);
Концевой участок.
Трассу быстротока назначают с соблюдением следующих условий:
всегда должен находится в выемке;
трасса быстротока должна быть прямолинейной во избежание появления стоячих волн;
повороты желательно осуществлять в спокойном режиме;
длина водосброса и объём выемки грунта по возможности наименьшие;
исключается подмыв сооружений гидроузла и берегов.
2.5.1 Подводящий канал
Из верхнего бьефа к головной части быстротока вода поступает, как правило, по подводящему каналу. Он должен обеспечивать равномерную (с одинаковым удельным расходом) подачу воды к водосливу при минимальных потерях напора. Обычно канал выполняют криволинейным и сужающимся в плане. Площадь поперечного сечения назначают из условия получения неразмывающих скоростей.
2.5.2 Головная часть
Головную часть быстротока выполняем в виде водослива с широким порогом. В период эксплуатации для сброса паводкового расхода будет использоваться быстроток, которому необходимо пропустить заданный расход в эксплуатационный период, Q = 1200 м3/с.
Выбор удельного расхода:
По допустимым скоростям:
допустимая скорость движения воды при котором не происходит размыва дна (для нескальных оснований ? 3 м/с)
глубина воды в нижнем бьефе при максимальном паводковом расходе
Определяем ширину быстротока:
Конструктивно принимаем 3 пролёта шириной b = 8.5 м, разделённых быком шириной t = 2 м. Таким образом, ширина входного участка быстротока равна:
Bвх = 3b +2t = 3 . 8.5 +3 . 2 = 31.5м.
Скорость движения воды в быстротоке составит:
.
Определение напора на пороге водослива:
Напор на водосливе H определяется из формулы расхода:
,
m - безразмерный коэффициент расхода, различный для разных типов водосливов и для различных условий их работы, для водослива с широким порогом m = 0.35 0.38. Принимаем m = 0.35.
- коэффициент бокового сжатия потока, для быков округой формы.
Для прямоугольного русла шириной b с малыми уклонами критическая глубина определяется по формуле:
.
2.5.3 Быстроток
Длина быстротока:
,
i - уклон быстротока, принимается с учётом геологических условий и должен стремиться к естественному уклоны рельефа, при этом уклон лотка на нескальных грунтах i 0.2. Исходя из перечисленных условий, принимаем i = 0.11;
пор. - отметка порога и начала быстротока,
пор. = НПУ - H = 149.0 -5.46= 143.54м;
дна - отметка дна реки, дна = 113.7м.;
.
Расчётное уравнение для построения кривых свободной поверхности для призматических русел с прямым уклоном i > 0 имеет вид:
,
i - уклон быстротока, i = 0.11;
l - длина заданного участка канала;
h0 - глубина равномерного течения при заданном максимальном расходе Qmax = 1200 м3/с;
h2 и h1 - относительные глубины в конце и начале данного участка, определяемые по формулам:
h2 = h2 / h0
h1 = h1 / h0;
j (h2) и j(h1) - функции, зависящие от гидравлического показателя русла x;
,
a - коэффициент кинетической энергии, коэффициент Кориолиса, для турбулентных потоков a = 1.1;
С - коэффициент Шези, определяемый по формуле Маннинга:
,
n - коэффициент шероховатости быстротока, для каналов бетонированных в средних условиях n = 0.014;
R - гидравлический радиус, R = w / c;
w - площадь живого сечения потока, w = Bhср;
c - смоченный периметр, c= B + 2hср;
hср = (h1 + h2) / 2;
Глубину потока при его равномерном движении в быстротоке h0 необходимо рассчитывать методом последовательных приближений по формуле:
В первом приближении примем h0 = 1.00 м.
Первое приближение:
.
&