- •Федеральное агентство по образованию казанский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра теплоэнергетики
- •Задания и методические указания к курсовой работе для студентов специальности 291000 и 291100
- •Слой испарения определяется по формуле
- •Конструирование плотины
- •Литература
- •Изменение площади зеркала (f) и суммарного объема (w) водохранилища в зависимости от его глубины (h)
- •Заложение откосов земляной плотины в зависимости от ее высоты
- •420043. Казань, Зеленая, 1
Слой испарения определяется по формуле
E = Zвп – Zс , (5)
где Zвп – слой испарения с водной поверхности за год, м (прилож.1);
Zс – слой испарения с суши, м:
Zс = X – Y , (6)
где X — среднегодовой слой осадков, мм, (прилож.1);
Y — слой стока (Y = 31,5 Mо).
Потери воды на льдообразование вычисляются по формуле
Wл = л∙hл∙Fл , (7)
где л – плотность льда;
hл — среднемноголетняя толщина льда к концу ледостава, м (прилож.1);
Fл — площадь зеркала водохранилища к концу ледостава, принимается по кривым связи (рис.2) как площадь, соответствующая объему: Wмо+Wсл+Wф+Wи .
Далее определяется полный объем водохранилища:
Wполн = Wмо+Wсл+Wф+Wи+Wл . (8)
На кривых связей (рис.2) находят отметки нормального подпорного уровня (НПУ) и уровня мертвого объема (УМО), ниже которого эксплуатация водохранилища недопустима.
Рис. 2. Кривые объема и площадей водохранилища
Конструирование плотины
Ширина по гребню в назначается в зависимости от необходимых условий для проезда, а при отсутствии этих данных определяется в зависимости от высоты плотины.
При Hпл 10м в = 3 - 4 м;
При Hпл 10м в = 5 - 7 м.
Превышение гребня земляной плотины над НПУ определяется по формуле
hгр = hн + h + H + a , (9)
где hн — высота наката ветровой волны на откос, м;
h — высота ветрового нагона волны, м (прилож.1);
H — допускаемый объем воды выше НПУ при паводке, м (прилж.1);
a — запас высоты плотины для плотин II класса принимается равным 0,7м, для III класса — 0,5м (прилож.1)
Максимальная высота наката волны на откосе земляной или каменно-набросной плотины определяется по формуле
, (10)
где kш — коэффициент, характеризующий тип покрытия откосов (табл.1);
m — тангенс угла заложения верхового откоса (прилож.4);
— длина волны, м;
h — высота волны, отношение λ/h принимают от 1 до 1,5.
Для ориентировочного расчета h может быть применена формула
2h = 0,34 0,76 0,126 , (11)
где Z — длина разбега волны, км; (прилож.1).3
Заложение откосов земляной плотины ориентировочно можно принять в зависимости от высоты плотины (прилож.4 ).
При проектировании каменно-насыпных плотин уклоны откосов принимают: верхового – от 1:1,1 до 1:1,35, а низового – от 1:1,2 до 1:1,4. Слой сухой кладки под экран можно принимать толщиной в верхней части 1,5-2,0 м с постепенным утолщением в нижней части в 2-3 раза.
Для предохранения низового откоса земляной плотины от размыва дождевой водой на нем устраивают бермы через 7-10 м по высоте плотины.
Для предохранения верхового откоса от повреждения волной или льдом его укрепляют бетонными плитами толщиной 0,2-0,3 м.
Низовой откос, как правило, крепится дерном или посевом трав.
Для противофильтрационной защиты сухого откоса на низовой его части устраивают дренаж в виде упорной призмы.
ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ
Для построения депрессионной кривой земляной плотины с устройством дренажной призмы (рис.3) можно воспользоваться формулой
h1 = 2l =,(12)
y2 =2h1 x.
Обозначения приведены на рис.3. Коэффициент e принимается равным 0,23 – 0,30. Размер а дренажной призмы равен 1,5 — 2 м.
Размер L определяется графически как расстояние от основания проекции отрезка eH на подошву плотины до откоса дренажной призмы.
Удельный фильтрационный расход определяется из выражения
, (13)
где k – коэффициент фильтрации, табл.1.
Таблица 1
Значения коэффициента фильтрации в зависимости от вида грунта
Вид грунта |
Коэффициент фильтрации, k, м3/сут |
Галечниковые |
90 -900 |
Графитные |
8,5 – 85 |
Пески мелкие |
0,9 – 9,0 |
Пески крупные |
8,5 |
Пески пылеватые |
0,09 – 0,9 |
Супесь |
0,009 – 0,09 |
Суглинок |
0,0009 – 0,009 |
Глина |
0,0009 |
Целью расчета является определение удельного фильтрационного расхода и построение кривой депрессии по вычисленным координатам X и Y.
Задаваясь значениями x, находим y и заносим полученные значения в табл.2.
Таблица 2
X, м |
|
|
|
|
|
|
Y, м |
|
|
|
|
|
|
По данным таблицы строится кривая депрессии (рис.3). Ось x направляем вдоль основания плотины. Ось y восстанавливается в конце отрезка L+l. При построении кривой верхняя ее часть корректируется так, чтобы конец кривой был перпендикулярен откосу в точке уреза воды (рис.3). Пунктиром обозначается не скорректированная часть кривой.
С целью упрощения расчетов допускается условно тело плотины выполнять из однородного грунта.
Рис. 3 Схема плотины и кривая депрессии:
1-дренаж; 2- тело плотины;3-кривая депрессии