4.2 Уточнённый расчёт размеров водосливной плотины

Расчёт заключается в определении истинного геометрического напора Н. При этом вводятся дополнительные коэффициенты уточняющие формулу расхода Q. Расчёт выполняется в следующей последовательности.

1) Определяется глубина в НБ

hНБ = СВУНБ -ДР

(36)

h_НБ = 5,0 м

2) Находится удельная энергия потока перед сооружением

Т0 = НПУ -ДР

(37)

Т₀=25 м

3) Вычисляем глубину воды перед напорным сооружением

h* = НПУ -ДР

(38)

h*=25 м

В формулу расхода Qна водосливе входят коэффициенты, находящиеся в сложной зависимости от глубиныHна гребне водослива. Поэтому задача решается методом подбора с помощью графических построений для этого следует задаваться рядом значенийH_iи для каждого значения находить соответствующие коэффициенты, а затем расходыQ_i. Результаты сводятся в табл.4. По данным табл.4 строится график (рис. 8), по которому определяется истинное значение геометрического напора на гребне водослива.

4) Предварительно вычисляются скорость подхода воды к плотине.

V0 = QB / ω

(39)

где Q_B- вычисляется по формуле (31);

ω- площадь живого сечения, определяется

ω= (ВД+nБdБ)h*, м2

(40)

ω= 3412,5 м²

V₀= 0,67399 < 1 м/с, следовательно, скоростным напором можно пренебречь.

Таблица 4 – Определение истинного напора на гребне водослива

№ п/п	Величина	Единицы измерения	Попытки						Уточнен. величина
			1	2		3
1	2	3	4	5		6		7
1	Геометрический напор на гребне водослива, Н	м	4,3968	4,3724		4,4731		4,46678
2	Полный напор, Н0= Н+	м	4,3968	4,3724		4,4731		4,46678
3	Высота водослива со стороны НБ, Рн = Т0- Н	м	20,6032	20,6276		20,5269		20,53322
4	Высота водослива со стороны ВБ, Рв = h* - Н	м	20,6032	20,6276		20,5269		20,53322
5	Величина подтопления, hп= hНБ- Рн	м	-	-		-		-
6	Перепад уровней бьефов, z = НПУ -СВУНБ	м	20	20		20		20
7	Значения условия подтопления, z/ Рн	-	-	-		-		-
8	Оценка затопляемости, hп / Рн	-	не подтоплен
9	Коэффициент подтопления, σп	-	1		1		1	1
10	Коэффициент бокового сжатия, ε=1 – 0,1 ncζ	-	0,938445		0,938786		0,93738	0,937465
11	Приведенный коэффициент расхода, mr= 0,5 – 0,012	-	0,497439		0,497453		0,49739	0,49739
12	Значение коэффициента формы σф=f(), [1, табл. 9]	-	0,983		0,983		0,983	0,983
13	Коэффициент расхода m= σфσнmr, σн= 1 – коэффициент полноты напора	-	0,488982		0,488996		0,48893	0,488934
14	Расход на водосливе QB= σПεmBдH02/3	м3/с	2248,735		2230,16		2303,37	2300,002

Рисунок 8 – Определение истинного напора на гребне водослива

5) Проверяется возможность перелива воды через верх затвора. Чтобы этого не произошло должно выполняться условие:

Нзат> Нпроф,

(41)

где Н_зат= 5 м – подобранная высота затвора по ф.21 и принятое стандартное значение по [3, табл.7];

Н_проф= Н_ист= 4,46678м – по рис. 8

5 м > 4,46678м

6) Определяется высота быков и береговых устоев над гребнем плотины

Ну= (1,25 ÷ 1,3) Нзат ,

(42)

Н_у= 6,5 м

7) Находится отметка гребня плотины

ГП = НПУ - Нпроф,	(43)
ВП = ГП + Ну,	(44)

ГП = 20,53322 м

ВП = 27,03322 м

Вычерчивается схема плотины с высотными значениями элементов (рис.9)

Рисунок 9 – Схема высотных отметок водосливной плотины