ЗМІСТ
Введення.
1. Гідрологічна характеристика лісосплавних шляху
1.1. Визначення режиму витрат води в розрахунковому маловодні році.
1.2. Побудова інтегральної кривої стоку в розрахункових створах.
1.3. Розрахунок максимальних витрат води в створах проектованих споруд.
1.4. Побудова кривої витрати в лімітуючим створі.
2. Вибір і обгрунтування схеми регулювання стоку річки.
2.1. Визначення термінів лісосплаву на природних рівнях і розрахунок необхідного його продовження.
2.2. Вибір варіанта схеми регулювання стоку.
2.3. Водогосподарський розрахунок по прийнятому варіанту схеми регулювання стоку.
3. Проект лісосплавних греблі
3.1. Вихідні дані
3.2. Вибір створу греблі
3.3. Вибір типу та конструкції греблі.
3.4. Гідравлічний розрахунок ширини отвору греблі ..
3.5. Лесопропускние пристрої греблі і розбивка її отвори на прольоти.
3.6. Розрахунок підземного контуру греблі і бічний фільтрації.
3.7. Статичні розрахунки основних елементів греблі ...
Висновок.
Література.
Зміст
Завдання на курсовий проект "Меліорація лісосплавних шляху".
1 Характеристика лісосплавних шляху.
1.1 Назва річки та номер останнього у створу Кама (5)
1.2 Характеристика водозбірній площі:
-дерность 3%;
-заболоченість 10%;
-лісистість 70%.
1.3 Характеристики ділянки, що вимагає поліпшення:
-протяжність ділянки від 1510 до 1590 від гирла;
-середній ухил на ділянці i = 0,0009;
-середній коефіцієнт шорсткості h = 0,025.
1.4 Характеристика розрахункового лімітує створу:
-положення створу 1570 км від гирла;
-Водозбірна площу в створі Fлс = 2200 км2;
-ухил вільної поверхні I = 0.0008;
-коефіцієнт шорсткості n = 0.03
2. Умови та вимоги лісосплаву.
2.1 Вид лісосплаву по річці змішаний.
2.2 Молевой лісосплав:
-осаду мікропучка 0.56;
-ширина мікропучка -;
-довжина мікропучка -;
-дефіцит лесопропускной здібності в розрахунковому лімітуючим
створі 480 тис. м3
-директивний термін закінчення молевого лісосплаву 10.08.
3. Можливі створи будівництва гребель
Номер створу
Положення створу, км від гирла
Водозбірна площа F, км2
Пред. відмітка підпори, Zпроц
1
1630
1600
18,1
2
3560
2100
19,6
4. Проектована гребля.
4.1 Ділянка під греблю показаний на плані N-4.
4.2 Крива витрати води в створі греблі Q = f (z), прийнята за типом 1
4.3 Задана пропускна здатність лесопропускного пристрої для молевого лісосплаву N = 830 м3
4.4 Грунт підстави і берегів у створі греблі суглинок.
4.5 Терміни будівництва греблі 1.08-31.03
ВСТУП
Важливе місце в єдиній транспортній системі країни займає водний транспорт лісу, який є досить ефективним, а в деяких районах єдиним засобом доставки лісових вантажів споживачам.
Водний транспорт лісу вимагає менших капіталовкладень, ніж автомобільні та залізничні перевезення, оскільки при лісосплаві використовується природні водні шляхи - річки та озера. Однак лісосплав, як і інший вид транспорту, буде мати високі економічні показники в тому випадку, якщо його шлях знаходиться в хорошому технічному стані. Лише не багато річок в їхньому природному вигляді задовольняють всім вимогам лісосплаву. Крім того, вже в процесі експлуатації річки, може знадобитися збільшення її лесопропускной здібності чи габариту лісосплавних ходу, відбутися переформування русла або зміна режиму стоку. У цих та інших подібних випадках необхідно поліпшення (меліорація) лісосплавних шляху.
Завданням меліорацією лісосплавних шляху є забезпечення різними технічними заходами оптимальних умов лісосплаву при певній його вигляді і заданому обсязі. Одним з найбільш ефективних методів поліпшення річки є регулювання стоку.
У заданому курсовому проекті розглядається як поліпшення річки саме цим методом. Тут вирішуються також питання як: отримання гідрологічної характеристики лісосплавних шляху в обсязі, необхідному для проектування меліоративних заходів; перегляд можливих варіантів поліпшення річки регулюванням її стоку і вибір найкращого з них; проектування гідротехнічної споруди - гребля, що забезпечує створення водосховища.
I. Гідрологічних характеристик лісосплавних ШЛЯХИ
Для розрахунку гідравлічних і гідрологічних характеристик лісосплавних шляху застосовується методика для невивчених річок і відсутності даних багаторічних спостережень за режимом річки з застосуванням будівельних норм 371-97, 356-96.
1.1 Визначення режиму витрати води в розрахунковому маловодні році.
1.1.1. Розрахунок середніх багаторічних витрат води.
Середній багаторічний витрата води в розрахунковому створі встановлюється за залежності:
F - площа водоскиду, в даному створі річки, км2
М0 - середній багаторічний модуль стоку, л/с з 1 км2 площі басейну, який визначається за відсутності багаторічних спостережень за стоком річки по карті ізоліній середнього річного стоку.
Визначення середнього річного стоку води Q0, як і всі наступні розрахунки елементів гідрологічного режиму, проводяться для всіх розрахункових створів, тобто для лімітує створу і створів можливого будівництва греблі. Результати розрахунків подаються в табличній формі. (Таблиця № 1)
Таблиця № 1
Визначення середнього багаторічного витрати води.
Найменування створів
F, км2
М0 л/с до 1 км2
Q0, м з/с
1. Лімітуючий
2. Греблі № 1
3. Греблі № 2
1600
1300
1500
8,11
8,11
8,11
12,976
10,543
12,165
1.2. Розрахунок середніх річних витрат води маловодні роки 90% забезпеченості.
1.2.1. Встановимо коефіцієнт варіації річного стоку на карті (рис.1.)
1.2.2. Обчислимо коефіцієнт асиметрії для річного стоку
1.2.3. Встановимо модульний коефіцієнт
Ф - відхилення ординат біномного кривої забезпеченості до середини
. (По таблиці Ростер-Рибкіна) Ф =- 1,24
Всі розрахунки зведемо в таблицю № 2.
Таблиця № 2
Найменування товарів
F,
км2
Q0,
м3/с
СV
CS
При забезпеченості Р = 90%
Ф
ФСV
К90%
Q90%,
М3/с
1. Лімітуючий
2. Створ греблі № 1
3. Створ греблі № 2
2200
1600
2100
12,97
10,54
12,17
0,22
0,44
-1,24
-0,272
0,727
9,434
7,665
8,844
1.2.4 Середня витрата води заданої забезпеченості обчислимо за формулою:
1.3. Внутрішньорічні розподіл стоку для року 90 -% забезпеченості.
Для проектування лісосплавних об'єктів необхідно знати середньомісячні і среднедекадние витрати води для розрахункового маловодні роки 90% - ої забезпеченості, які визначаються за формулою:
-середньомісячні або середньо декадні витрати води в даному створі,
- Модульні коефіцієнти, що характеризують величину середньомісячних (середньо декадних) витрат води;
- Середньорічний витрата води заданої забезпеченості,
При виборі модульних коефіцієнтів потрібно встановити, до якого району відноситься річка, для якої складається проект. У даному проекті ріка Кама, і тому коефіцієнти приймаємо по середньому Уралу.
Результати обчислень зводимо до таблиці № 3
Створи
Середньомісячні (середньо декадні) витрати води,
I
II
III
IV
V
1
2
3
1
2
3
Мод. коеф
0,15
0,15
0,15
0,20
0,30
0,25
5,
7,0
3,6
1,42
1,42
1,42
1,89
2,83
2,36
47,1
66,1
33,9
1,15
1,15
1,15
1,53
2,3
1,92
38,3
53,7
27,6
13,3
13,3
13,3
1,77
2,65
2,21
44,2
61,9
31,8
Таблиця 3
Створи
Середньомісячні (середньо декадні) витрати води,
Середньорічний,
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
1
2
3
Мод. коеф
2,2
1,5
1,1
0,6
0,5
0,8
1,0
0,6
0,25
20,8
14,1
10,4
5,7
4,7
7,6
9,4
5,7
2,4
9,43
16,9
11,5
8,4
4,6
3,8
6,1
7,7
4,6
1,9
7,66
19,5
13,3
9,7
5,3
4,4
7,1
8,8
5,3
2,2
8,84
Продовження таблиці 3
1.4. Побудова інтегральної кривої стоку в розрахункових створах.
При проектуванні регулювання стоку річок сплавним інтегральні криві будують, звичайно за один розрахунковий рік заданої забезпеченості, починаючи з 1 січня.
Всі розрахунки для побудови інтегральних кривих стоку в розрахункових створах зводимо в таблицю № 4
Правильність обчислень можна перевірити: обсяг інтегрального стоку на кінець грудня повинен бути дорівнює обсягу річного стоку, вирахуваній за формулою:
з допустимим розбіжністю 2-3%.
За даними останнього рядка таблиці № 4 будуємо інтегральні криві стоку для лімітує створу і створу греблі № 1
Рис. 2. Інтегральна крива стоку для лімітує створу і створу греблі № 1.
За даними першого рядка таблиці № 4 побудуємо гідрографи річки Кама в розрахунковому лімітуючим створі. (рис. 3)
Рис.3. Гідрографія в розрахунковому лімітуючим створі
1.5 Розрахунок максимальних витрат води в створах проектованих споруд.
Цей розрахунок необхідний для розрахунку отворів гребель і визначення умов пропуску води в період будівництва.
Для лісосплавних гребель IV класу капітальності отвори яких розраховуються на пропуск максимальних витрат 5%-ої забезпеченості і перевіряються на пропуск максимальних витрат 1%-ої забезпеченості. Крім того, під час будівництва лісосплавних греблі IV класу капітальності перевіряється на пропуск дощового паводку з витратою води 20%-ої забезпеченості.
1.5.1 Визначення розрахункових максимальних витрат малих вод (весняної повені).
Максимальна витрата талих вод з забезпеченістю Р%.
- Розрахунковий шар сумарного стоку водопілля забезпеченістю Р%, мм.
F - площа водозбору в розрахунковому створі, км2
- Коефіцієнт дружності повені,
n - показник ступеня, що характеризує зменшення дружності повені в залежності від площі водозбору.
? 1 - коефіцієнт, що враховує зниження максимальної витрати на річках, зарегульований озерами;
? 2 - те ж в заліснених і заболочених басейнах.
Розрахунковий шар стоку водопілля заданої забезпеченості.
- Модульний коефіцієнт шару стоку водопілля розрахункової забезпеченості;
- Середній багаторічний шар стоку водопілля (мм), що визначається по карті ізоліній (рис. 4); = 160 м
- Коефіцієнт варіації шару стоку повені, що визначається по карті ізоліній. (мал. 5)
Коефіцієнт асиметрії шару стоку водопілля
Кр5% = 1,77 * 0,325 +1 = 1,58 Кр1% = 2,68 * 0,325 +1 = 1,87
hp5% = 1,58 * 160 = 252,8 hp1% = 1,87 * 160 = 299,2
- Залісненій басейну виражена у відсотках від площі водозбору басейну;
- Заболоченість басейну у відсотках від площі водозбору.
? 2 = 1? 0,8 (0,05? 65 +0,1? 5 +1) = 0,46
Розрахунок максимальних витрат та рівнів води для обох створів гребель виробляємо в таблиці № 5.
Таблиця № 5
Найменування створів
Встановивши величину максимальної витрати води дощового паводку 20% - ної забезпеченості по кривій витрат, знаходимо відповідну позначку рівня високих вод дощового паводку розрахункової забезпеченості. Всі розрахунки зводимо до таблиці № 6.
Таблиця № 6
Найменування створів
F, км2
В
S '
,
УВВ забезпеченим
Створ греблі № 1
1600
40
3,0
0,76
91,2
16,7
Створ греблі № 2
2100
45,83
104,5
16,9
1.5.2 Побудова кривої витрати в лімітуючим створі.
У межах відміток поперечного профілю призначається три рівня на позначках Z1, Z2, Z3 за початковий «нульовий» рівень Z0 приймається рівень нижньої точки дна, для якого всі гідравлічні елементи перетину дорівнюють нулю. Для рівня обчислюються:
а) площа живого перетину? м2, розташована від дна до даного рівня.
б) ширина русла по дзеркала води на даному рівні, В м
в) середня глибина, еквівалентна при широкому руслі гідравлічного радіусу R;
г) швидкісний множник
д) середня швидкість потоку, м/с
е) витрата води,
Всі результати розрахунків зводимо в таблицю 7.
Таблиця № 7
? Z, м
?, М2
В, м
, М
С,
V,
Q,
10,9
0
0
0
0
0
0
12
30,5
30,5
1
50
1,12
34,16
13
65,7
33,5
1,96
56
1,75
114,97
14
104,5
37
2,82
59,5
2,23
233,04
За даними таблиці № 7 праворуч від поперечного профілю будуємо графіки залежностей і (рис. 6).
Рис.6.
II Вибір і обгрунтування схеми регулювання стоку ріки
2.1. Визначення термінів лісосплаву на природних рівнях і розрахунок необхідного його продовження.
Розрахунок проводиться для найбільш несприятливого за умовами лісосплаву (лімітує) створу, положення якого зазначено в завданні. Це завдання вирішується в наступній послідовності:
2.1.1 Визначається мінімальна Сплавна глибина.
Т - максимальна осадка сплавляє одиниць; Т = 0,56
Z - даний запас, приймається 0.10 - 0.15 м
0,56 +0,14 = 0,7 м
2.1.2 Визначається мінімальний Сплавний витрата води в створі лімітуючим, при якому забезпечується мінімальна Сплавна глибина, а при молевом сплаві, так само і мінімальна експлуатаційна швидкість 0.15 - 0.2 м/c.
Мінімальний Сплавний витрата визначається за поперечним профілем лімітує створу і кривим витрати води і швидкостей, побудованим для цього створу (рис.6).
В якості розрахункової величини приймається найбільша з двох знайдених величин. Рівень води, що відповідає розрахунковій величині мінімального сплавним витрати називається мінімальним сплавним рівнем. (Мін. СУВ).
2.1.3 Дата закінчення лісосплаву на природних умовах визначається умовою:
- Среднедекадний або середньомісячний витрата води в створі лімітуючим.
Початок сплаву на природних рівнях-1.V
Кінець сплаву на природних рівнях - 31.V
Початок регулювання сплаву-1.VI
2.1.4 Терміни продовження періоду лісосплаву за рахунок регулювання стоку.
Визначимо годинну лесопропускную здатність в лімітуючим створі:
- Коефіцієнт переходу від поверхневої швидкості течії до швидкості руху колод у стиснутому перерізі лісосплавних ходу.
- Середня поверхнева швидкість течії при мінімальному сплавним витраті;
- Стисла ширина лісосплавних ходу, м
в - ширина по дзеркала води в лімітуючим створі при мін. СУВ; в = 29 м
? - Коефіцієнт використання ширини річки в стиснутому перерізі.
- Граничний коефіцієнт заповнення лісосплавних ходу в стиснутому перерізі;
g - обсяг лісоматеріалів, щільно розміщуються на 1 м2 акваторії:
- Середній діаметр колод, м
Твір коефіцієнтів і;
При
Тривалість молевого лісосплаву на регульованому стоці (число годин ефективного додаткового харчування) n:
Д - дефіцит лесопропускной здібності, м3
Число діб, на яку повинен бути продовжений період лісосплаву при можливості двозмінній роботи, тобто при сезонному регулювання стоку:
діб
14 - число годин лісосплаву на добу при двозмінній роботі.
2.2.Вибор варіанти схеми регулювання стоку
2.2.1 Перевірка можливості застосування добового регулювання.
Добове регулювання стоку слід застосовувати тільки для продовження термінів молевого лісосплаву.
Першим критерієм застосування добового регулювання стоку є гранична дальність дії попуски (). Ця величина обумовлюється явищем распластиванія хвилі і обмеженою тривалістю попуски.
При середньому ухилі i = 0.0009 гранична дальність дії попуски буде:
Рис.7
Розрахунок ведемо по створу греблі № 1:
Отже, добове регулювання неможливо.
2.2.2 Перевірка можливості сезонного регулювання стоку.
Сезонне регулювання стоку може використовуватися для продовження періоду молевого лісосплаву.
Дата початку додаткового харчування відповідає початку розрахункового інтервалу часу, наступного за закінченням періоду лісосплаву на природних рівнях 1.VI. Дата закінчення додаткового харчування 7.IV.
Середня витрата в лімітуючим створі:
Середній за період витрата води додаткового харчування:
Для того, щоб забезпечити додаткове харчування протягом періоду, необхідний корисний об'єм водосховища:
Для має також вантажопасажирську версію?? обсягу відповідає позначка? НПУ (стандартний підпірних рівень) дорівнює 17 м, що нижче 19,3 м. Отже, сезонне регулювання можливо.
Після перевірок робимо висновок, що приймається сезонне регулювання стоку в створі греблі № 1 на 1630 км від гирла ріки.
2.3. Водогосподарський розрахунок по прийнятому варіанту схеми регулювання стоку.
Для обраного варіанта проводиться уточнений водогосподарський розрахунок.
3.1. Сезонне регулювання стоку.
1) Тривалість періоду додаткового харчування з 1.VI по 7.VI.
2) Весь період додаткового живлення розбивають на частини (декади).
У нашому випадку розбиття не потрібні, тому що додаткове харчування проводиться в одну декаду.
3) У табличній формі виробляємо розрахунок величини корисного об'єму водосховища.
Таблиця № 8
№ розрахункового періоду
Терміни розрахункового періоду
Тривалість розрахункового періоду,? Т
Ср за розрахунковий період витрати,
,
1
1.06-7.06
6
25
24,27
0,73
378432
416275,2
Об'єм води, корисно спрацьовує з водосховища за даний період:
Повний об'єм води, який повинен бути запас у водосховище на даний розрахунковий період:
4) З'ясуємо режим витрати води з водосховища в період додаткового живлення.
Зарегульований витрата води, що надходить з водосховища:
- Природний витрати в створі греблі за розрахунковий період, приймається за таблицею 3.
Обсяг зарегульованому стоку з водосховища:
Результати розрахунків зводимо до таблиці № 9.
Таблиця № 9
№ розрахункового періоду
Терміни розрахункового періоду
Тривалість розрахункового періоду,? Тсутому
Ср за розрахунковий період витрати води,
,
1
1.06-7.06
6
19.72
0.73
20.45
10601280
5) Перевіряємо забезпеченість зарегульованому режиму стоку в створі греблі природної приточно в маловодні році 90%-ої забезпеченості.
Щоб не погіршити умови лісосплаву на природних рівнях і забезпечити що потребується режим додаткового харчування, для створу греблі повинна дотримуватися нерівність:
- Обсяг річного стоку (= 221854500 м3)
- Обсяг зарегульованому стоку за період додаткового живлення ..
- Обсяг стоку за період сплаву на природних умовах, тобто з початку лісосплаву до початку додаткового живлення.
221854500> (10601280 +127410000) 221854500> 138011280
тобто умова виконується.
6) Визначимо позначку рівня мертвого об'єму водосховища (УМО)
- Відмітка рівня води в нижньому б'єфі греблі при зарегульованому витраті в останньому розрахунковому періоді додаткового харчування, коли водосховище спрацьовується до найнижчого рівня, тобто до УМО.
? Z = 0,1-0,3 му - перепад рівнів, необхідну для пропуску через дамбу зарегульованому витрати. (? Z = 0,2 м)
Величину беремо з таблиці № 9, після чого визначаємо по кривій витрати в створі греблі № 1.
= 16.1 +0.2 = 16.3 м
відповідає мертвому обсягом = 1000000 (знайшли по кривій витрати водосховища W = f (Z)).
7) Знаходимо повний об'єм водосховища як суму мертвого і корисного обсягів.
Рис.8 Визначення основних параметрів водосховища
= 1 +10,6 = 11,6 млн.
Повному обсягом водосховища соответствуетустановленная по кривій обсягу.
- Умова виконується. 18.2
III Проект лісосплавних греблі
3.1. Вихідні дані.
а) 385.33 м3/с 2. а) 18.1 м
б) 91.2 м3/с б) 16.7 м
в) 20.45 м3/с в) 16.1 м
456.06 м3/с
3. 18.2 м16.3 м
4. Грунт суглинок
5. Задані терміни будівництва з 1.08 по 31.03
Тип кривої
Рис. 9. Криві витрат води в створі греблі Q = f (Z)
Рис. 10 Ділянка під греблю-план №
3.2. Вибір створу греблі.
Гребля розміщується на ділянці найбільшого зближення крутих берегів долини з тим, щоб мати найменшу довжину дамб сполучаються греблю з берегами. Безпосередньо нижче створу греблі потрібно мати порівняно прямолінійний ділянка річки з тим, щоб не створювати умов для розмиву берега і освіти заторів лісу в нижньому б'єфі греблі.
Водопропускних частина греблі (водоскиди) розташовується перпендикулярно динамічної осі потоку і в найбільш зниженою частини русла, щоб забезпечити найкращі умови для пропуску високих вод.
Створ греблі № 1 будуть розміщений на ділянці під греблю - план № 4 рис.10.
3.3. Вибір типу та конструкції греблі.
Тип флютбета - пальовий, тому що натиск на порозі греблі до 4.0 м, а грунт дозволяє забивання паль.
Тип підвалин - ряжевие.
Конструкція постійних проміжних опор - контрфорсної, шириною 0,4 - 0,7 м.
Конструкція ряжей - з колод суцільної рубки.
Тип затворів - звичайні плоскі щити.
Тип моста - службовий.
3.4. Гідравлічний розрахунок ширини отвору греблі.
Водозливні отвір греблі класу капітальності розраховується на пропуск максимальної витрати 5%-ної забезпеченості і перевіряється на пропуск максимальної витрати 1%-ної забезпеченості. Крім того, за експлуатаційним умовам отвір греблі розраховується на пропуск зарегульованому витрати при мінімальному натиску на порозі споруди, тобто при оцінці рівня мертвого обсягу. Оскільки пропуск максимальних витрат відбувається при повністю знятих щитах, отвір лісосплавних гребель в гідравлічному відношенні можуть розглядатися як водозлив з широким порогом.
Розрахунок ширина отвору лісосплавних греблі проводиться у такій послідовності.
3.4.1. Встановимо позначку порога водозливна отвори за умовами лісосплаву через створ греблі.
- Мінімальна Сплавна глибина для відповідного виду лісосплаву;
-мінімальний зарегульований рівень води в період лісосплаву.
16.1 - 0.7 = 15.4 м
Якщо через створ греблі проводиться тільки молевой лісосплав, як в даному випадку, то приймається для останнього розрахункового періоду.
Обчисливши, знаходимо натиск на порозі греблі:
= 18.2 - 15.4 = 2.8 м
3.4.2. Визначимо стислу ширину отвору з умови пропуску максимальної витрати 5%-ної забезпеченості.
а) складемо розрахункову схему пропуску води через створ греблі.
Так як = 18.2више, то приймаємо наступну схему.
Рис.11. Розрахункова схема до визначення ширини отвору греблі.
б) встановимо тип водозливу з широким порогом за умовою:
(водозлив НЕ затоплений)
2.7 м
- Натиск на водозливи
2.8 м; 2.72.24
умова не виконується, отже, водозлив затоплений.
в) визначимо стислу ширину водозливна отвори греблі у разі затопленого водозливу:
- Максимальна витрата води 5%-ної забезпеченості; = 385.33 м3/с
m - коефіцієнт витрати (0,36? 0,38); m = 0,38
- Повний напір на водозливи, який приймаємо рівним статичного напору Н; = 2.8 м
- Коефіцієнт затоплення, приймається в залежності від ступеня затоплення.
0.96 знаходимо 0.59
3.4.3. Так само визначимо стислу ширину отвору з умови пропуску зарегульованому витрати при найнижчими рівні верхнього б'єфу, тобто прі, використовуючи наступну схему. (рис.12).
Рис. 12. Розрахункова схема до визначення ширини отвору греблі.
В якості розрахункового витрати тут беремо у разі сезонного регулювання стоку зарегульований витрата для останнього розрахункового періоду.
20.45 м3/с
16.3-16.1 = 0.2 м
3.4.4. Вибираємо розрахункову стислу ширину отвору найбільшу з двох, тобто 83 м
3.4.5. Визначаємо повну ширину отвору з урахуванням стиснення струн підвалинами і постійними опорами. Знаходимо її за наближеною формулою:
? = 0,85? 0,95 - коефіцієнт бічного стиснення.
83/0.95 = 87 м
3.5. Лесопропускние пристрої греблі і розбивка її отвори на прольоти.
3.5.1. Визначаємо ширину лесопропускного пристрою.
Число колод, які мають одночасно входити в отвір лесопропускного пристрої:
- Задана пропускна здатність лесопропускного пристрої греблі,
- Швидкість подачі колод в лесопропускное пристрій, м/с 0,5? 1,0 м/с = 0,5 м/с
d - середній діаметр колод, м d = 0,7 м
k - поправочний коефіцієнт на нерівномірність впуску; к = 0,6
Приймаються штуку.
Ширина лесопропускного пристрою в світлу.
м
0,1 м - зазор по ширині між сусідніми колодами і між колодами і стінками лесопропускного пристрою.
Так як вийшло, що
3.5.2. Встановлюємо тип лесопропускного пристрою. Найпростішим і найбільш зручним в експлуатації типом є лесопропускное отвір (ЛПО), з порогом на рівні порога греблі. Цей вид лесопропускного пристрої застосовний, якщо
- Витрата води через повністю відкритий лесопропускное отвір при позначці НПУ у верхньому б'єфі.
- Мінімальний зарегульований витрата води або мінімальна витрата попуски;
= 20,45 м3/с
У цих умовах водозлив завжди виявляється незатопленним і, отже,:
- Стисла ширина лесопропускного пристрої;
умова виконується, отже, встановлюємо лесопропускное отвір шириною = 1,5 м
3.5.3. Накреслюємо розбивку отвори мостом між засадами на більш дрібні прольоти шляхом влаштування постійних проміжних опор - контрфорсів.
а) При встановленні постійних проміжних опор прольоти призначаються між контрфорсами.
б) Ширина отвори між проміжними сторонами у світлі, з урахуванням товщини стін ряжевих опор і середньої товщини контрфорсів, становить:.
в) У результаті розбивки отвору греблі на прольоти для водозливна фронту греблі має бути витримано умова:
з припустимим відхиленням від +10 до -5%
Відхилення становить - 1,88%, що допустимо.
3.5.4. Викреслює схему розбивки отвору греблі на прольоти (Рис.13)
Рис.13. Розбиття отвори греблі на прольоту контрфорсами.
3.5.5. Прийняте отвір греблі перевіряємо на пропуск максимальної витрати води 1%-ної забезпеченості -. Підвищення рівня верхнього б'єфу над порогом греблі визначається за формулою:
У цю формулу підставляємо фактичну величину
Оскільки, не знаючи величину можна визначити, чи буде в цьому випадку водозлив затоплений чи ні, розрахунок ведеться підбором.
Приймаються і визначаємо, а потім знаходимо відношення.
18,3 - 15,4 = 2,9 м
Якщо <0,8 - розрахунок виконаний правильно. Якщо ж> 0,8 - водозлив затоплений і потрібно задаватися.
- Умова не виконується.
Відмітка підпірного рівня високих вод 1%-ної забезпеченості:
3.6. Розрахунок підземного контуру греблі і бічний фільтрації.
Розміри підземного контуру греблі встановлюються фільтраційним розрахунком. Розрахунок ведеться в такій послідовності.
3.6.1. Вибираємо тип підземного контуру мостом, призначаємо його попередні розміри і викреслює схему (Рис.14). Залежно від натиску споруди (Н = 2,8) та грунту основи (суглинок) флютбет греблі влаштовуємо пальових. При призначенні розмірів підземного контуру греблі керуємося наступними практичними формулами:
Довжина предпонурной подушки
Довжина понуро
Довжина водобоя
Довжина зливу
Довжина рісберми
Глибина забивання королевою шпунта, відраховується від відмітки дна котловану приймаємо.
Глибина забивання понурного шпунта (також від дна котловану).
Загальна глибина забивання шпунтів
(2,5 +2) 8
Може бути допущений невеликий запас у межах 10-20%, отже умова виконується.
3.6.4. Будуємо наведену епюр фільтраційного тиску на флютбет і на підставі її визначаємо величину фільтраційного тиску на понуро і водобой (ріс15)
Рис.15. Наведена епюр фільтраційного тиску води на флютбет греблі.
Для отримання величини повного тиску на водонепроникний елемент флютбета потрібно врахувати зважувальне тиск з боку нижнього б'єфу.
- Піднесення горизонту води нижнього б'єфу при закритій греблі під дном котловану.
м
і - натиск фільтраційного потоку на початку і в кінці контуру з урахуванням зваженого тиску з боку нижнього б'єфу.
Величина протитиску на 1 пог.м. ширини понуро і водобоя обчислюється за формулами:
- Обсяг ваги води. (1,0 т/м3)
- Довжина понуро, м
- Довжина водобоя, м
Розрахунок бічній фільтрації.
14> 8
умови виконуються.
3.7. Статичні розрахунки основних елементів греблі.
3.7.1. Розрахунок проміжної стійки без підкосив.
Рис. 16 Схема до розрахунку проміжних стійок.
Так як, то вибираємо розрахункову схему на рис.16.
Перевищення центру верхньої балки над НПУ:
-перевищення центру верхньої опори над:
- Перевищення над НПУ
Розрахункова довжина проміжної стійки:
Н - напір на порозі греблі прі в її верхньому б'єфі, м.
Для того, щоб всі щити в прольоті мали однакову ширину необхідно, щоб відстань в осях стійок відповідали рівності:
L - проліт в осях особових стін постійних опор, м.
k - відстань від осі лицьовій стіни опори до осі корінний стійки; k = 0,2
n - число проміжних стійок в прольоті.
Для прийнятих позначень та обраної схеми навантаження верхня і нижня опорні реакції вертикальної стійки становить:
- Питома вага води (= 1 т/м3).
Максимальний вигинає момент виникає в перетині, знаходиться від центру верхньої опорної балки на величину.
Значення максимального згинальних моментів знаходиться за залежності:
Необхідний момент опору:
- Розрахунковий опір деревини при вигині, кг/см2
= 100 кг/см2
Типове перетин дерев'яної проміжної стійки вибирається за таблицею 1 [2]. При вибираємо перетин W = 2843 cм3
3.7.2. Розрахунок пальового флютбета на зрушення.
Зрушується силою є гідростатичний тиск води при закритій греблі й найвищому рівні верхнього б'єфу, тобто при. Стійкість проти зсуву створюється за рахунок круглих паль і шпунтів, забитих у грунт підстави і працюють на горизонтальне навантаження.
Задача розрахунку - перевірка прийнятої при конструюванні схеми забивання паль, їх перетинів і глибини забивання.
Розрахунок ведеться на ширину відсіку флютбета рівній відстані між сусідніми поздовжніми рядами паль, тобто на один поздовжній ряд паль в прольоті греблі.
Рис.18. Схема до розрахунку пальового флютбета на зрушення.
Приймаються
Розрахункова зсуваються сила при
У межах розрахункової схеми є 7 паль площею F, м2 кожна і шпунтові лави товщиною і, м, навантаження припадає на одну палю або на кожний з шпунтових рядів визначається за формулами:
Площа палі визначається за формулою:
Рис.19
Міцність грунту забезпечена при дотриманні наступних умов:
h - глибина забивання паль, м.
d - діаметр палі, м
а - піднесення осі насадки над дном котловану. (а = 0,5 м)
m - коефіцієнт що залежить від характеру грунту.
- Питома вага грунту, кН/м3
- Кут внутрішнього тертя грунту, град
При насиченні підстави водою об'ємна вага грунту приймається в підвішеному стані.
0,26
2,5
1,66
Глибину забивання паль приймаємо 4 м, понурного шпунта 2 м, королівського шпунта - 2,5 м.
Максимальний вигинає момент для палі або шпунта в тм:
Міцність палі або шпунта перевіримо по залежності:
- Моменти опору палі і розрахункові секції шпунта, см3
розрахунковий опір при вигині, кг/см3
Таким чином умови виконуються.
3.7.3. Розрахунок ряжевого підвалини на зрушення.
Ряжевие підвалини розраховуються на зрушення в бік отвору греблі під дією розпору грунту берегової засипки. Площина зрушення - верх насадок при свайне флютбете.:
Розрахунок ведеться на секцію підвалини, розташованого в самій вузькій частині між відкрилками. Ширина розрахункової секції, а приймається рівною подовжньому розміру скриньки підвалини, тобто відстані в осях його поперечнихстінок.
Висота підвалини:
- Відмітка верху підвалини, м
- Позначка підстави підвалини, м
Рис.20 Розрахункова схема ряжевого підвалини і його заснування.
Ширина ряжевого підвалини у вузькій його частині береться в межах В = (0,6? 1,0); а = 1,5 м
В = 0,6? 4,8 = 2,88 м приймаємо В = 4 м.
Обсяг розрахункової секції ряжа:
Обсяг дерев'яного каркасу ряжа:
Обсяг завантаження:
Вага дерев'яного каркасу ряжа і вага завантаження при водопроникних водобое і завантаженні:
Зсувна сила - розпір грунту засипки з боку берега або земляної греблі:
- Висота підвалини від площини зсуву, м.
а - ширина розрахункової секції підвалини, м.
, - Питома вага і кут внутрішнього тертя грунту засипки за віссю обертання.
Сила опору зрушення беруться з двох компонентів:
а) сили тертя дерев'яного каркасу розрахункової секції підвалини по насадкам або за ряжу флютбета:
-діючий вага ряжа розрахункового відсіку.
i - коефіцієнт передачі ваги навантаження на каркас.
- Коефіцієнт тертя ряжа по насадкам або за ряжу флютбета з урахуванням врубок;
б) сили тертя іншої частини засипання розрахункового відсіку по грунту заснування:
- Коефіцієнт тертя засипки ряжа по грунту основи;
Стійкість ряжевого підвалини забезпечується якщо виконується умова:
виконання умови.
7.4. Розрахунок пальового підстави ряжевого підвалини.
Задача розрахунку - підбір глибини забивання паль, що підтримують устой.
Перекидаючий момент відносно осі А-А (рис. 20)
Утримує момент:
Відстань від лицьової стінки ряжа до перетину рівнодіюча вертикальних і горизонтальних сил R з підставу ряжа:
Ексцентриситет рівнодіюча:
Навантаження на нову сваю в розрахунковій секції при однаковому діаметрі і глибиною забивання паль всіх:
- Число паль в розрахунковій секції підвалини; n = 3
х - відстань від центру тяжіння пальового заснування до відповідної палі;
Відраховується в бік отвору греблі зі знаком «+», в бік берега «-».< br />
Глибина забивання паль h і їх діаметр d підбираються так, щоб виконувалася умова:
- Допускається навантаження на палю;
, Т
- Допустиме тиск на грунт; 45т/м3
k - коефіцієнт що залежить від роду грунту; k = 0,25
- Питома вага грунту; = 1,9
h - глибина забивання паль; h = 4м
F - площа поперечного перерізу палі;
d - діаметр палі; d = 0,2 м
U - периметр палі;
? - Питомий опір тертя грунту 45т/м3
виконання умови.
7.5. Розрахунок стійкового контрфорс.
Стоякові контрфорси можуть використовуватися постійні проміжні опори в прольоті греблі.
При розрахунку контрфорс враховуються наступні сили:
1) гідростатичний тиск води P0 на контрфорс і на щити, безпосередньо на нього спираються.
2) Горизонтальна сила, передана на контрфорс верхніми опорними балками, на які в суміжних з розраховується контрфорсом прольотах спираються проміжні стійки.
Гідростатичний тиск води (т)
В =
- Питома вага води;
