2.2Определение отметки гребня плотины

Гребень плотины, как правило, используется для проезда автотранспорта. Ширина его в этом случае определяется категорией дороги. В нашем случае категория дороги – 4, тогда ширина гребня – 10 м. Вдоль гребня плотины с обеих сторон в пределах обочин ставят ограждения в виде столбов, низких стенок и парапетов.

Превышение отметки гребня плотины над уровнем воды в водохранилище определяется по расчетной формуле:413Equation Chapter (Next) Section 1

52Equation Section (Next) 614Equation Chapter (Next) Section 1715Equation Chapter (Next) Section 1 816Equation Chapter (Next) Section 1917Equation Chapter (Next) Section 1102Equation Section (Next)11211\* MERGEFORMAT (.)

где: Δh_set – ветровой нагон в верхнем бьефе,

h_run – высота наката ветровых волн обеспеченностью 1%,

a – конструктивный запас по высоте плотины (принимаем равным 0,5 м.).

Расчет выполняем для двух расчетных случаев:

а) уровень воды в водохранилище находится в отметке НПУ

б) уровень воды в водохранилище находится в отметке ФПУ

Для двух расчетных случаев определяем высоту наката и нагона волны, окончательную отметку гребня плотины выбираем максимальную из двух случаев.

12212\* MERGEFORMAT (.)

а) Уровень воды в водохранилище находится в отметке НПУ

Высоту нагона волны определяем по формуле:

13213\* MERGEFORMAT (.)

где: K_W – коэффициент принимаемый в зависимости от скорости ветра (принимаем равным 2,1 10^-6 м.),

V² – расчетная скорость ветра (по условию 14 м/с),

L – длинна разгона волны (по условию 3500 м.),

g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²),

H₁ – глубина воды в верхнем бьефе (6,7 м.),

β – угол направления господствующих ветров (по условию 20^о)

Подставив значения в формулу (2.3) получим

Решая квадратное уравнение, находим, что Δh_set =0,021 м.

Высоту наката волны определяем по формуле:

14214\* MERGEFORMAT (.)

где: K_r , K_p – коэффициенты определяемые по таблице 6 [1] равные 1 и 0,9 соответственно,

K_sp – коэффициент определяемый по таблице 7 [1] равный 1,26

K_run – коэффициент определяемый по графику 16 [1] равный 1,41

Для определения коэффициента h_1% и высоты волны h определяем безразмерные коэффициенты и по формулам:

15215\* MERGEFORMAT (.)

16216\* MERGEFORMAT (.)

где: t – продолжительность действия ветра равное 6 ч. или 21600 с.

Подставив значения в формулы (2.5) и (2.6) получим

и

По огибающей кривой графика [1] находим значения коэффициентов ε и η:

ε₁ = 4,2; η₁ = 0,085;

ε₂ = 2,15 ; η₂ = 0,03;

По наименьшим значениям ε и η определяем период волны:

17217\* MERGEFORMAT (.)

высоту волны:

18218\* MERGEFORMAT (.)

Длину волны:

19219\* MERGEFORMAT (.)

Для определения h_1% проверяем наличие мелководной или глубоководной зоны, если Н₁ < 0,5λ то зона мелководная, если Н₁ > 0,5λ то зона глубоководная (6,7 > 5,7). Имеем глубоководную зону. Тогда h_1% определится по формуле:

20220\* MERGEFORMAT (.)

где: K_i – коэффициент определяемый по графику 14 [1] равный 2,16

Зная все значения коэффициентов, найдем по формуле (2.4) h_run1%:

Вычислив значения нагона и наката волны, определяем значение h_s:

21221\* MERGEFORMAT (.)

б) Уровень воды в водохранилище находится в отметке ФПУ

Высоту нагона волны определяем по формуле (2.3)

где: K_W – коэффициент принимаемый в зависимости от скорости ветра (принимаем равным 2,1 10^-6 м.),

V² – расчетная скорость ветра (по условию 11 м/с),

L – длинна разгона волны (по условию 3500 м.),

g – ускорение свободного падения (9,81 м/с²),

H – глубина воды в ВБ ( м),

β – угол направления господствующих ветров (по условию 20^о)

Решая квадратное уравнение, находим, что Δh_set =0,011 м.

Высоту наката волны определяем по формуле (2.4)

где: K_r , K_p – коэффициенты определяемые по таблице 6 [1] равные 1 и 0,9 соответственно,

K_sp – коэффициент определяемый по таблице 7 [1] равный 1,1

K_run – коэффициент определяемый по графику 16 [1] равный 1,4

Для определения коэффициента h_1% и высоты волны h определяем безразмерные коэффициенты и по формулам (2.5) и (2.6):

и

По огибающей кривой графика [1] находим значения коэффициентов ε и η:

ε₁ = 1,87; η₁ = 0,025;

ε₂ = 4,2 ; η₂ =0,09;

По наименьшим значениям ε и η определяем период волны(2.7), высоту(2.8) волны и длину волны(2.9):

Для определения h_1% проверяем наличие мелководной или глубоководной зоны, если Н₁ < 0,5λ то зона мелководная, если Н₁ > 0,5λ то зона глубоководная (7,65 > 3,445). Имеем глубоководную зону. Тогда h_1% определится по формуле (2.10):

где: K_i – коэффициент определяемый по графику 14 [1] равный 2,06

Зная все значения коэффициентов, найдем h_run1%:

Вычислив значения нагона и наката волны, определяем значение h_s по формуле (2.11):

Определим отметку гребня плотины для двух случаев(2.2):

Из двух отметок принимаем наибольшую:

м