Плотины гидроузла

(4 часа)

Цель работы – расчет района затоплений, возникающих при полном или частичном разрушении гидроузла. Материал по предлагаемой теме может также быть использован при разработке дипломного проекта или включен в один из его разделов.

2. Порядок выполнения работы

2.1. Изучить изложенную ниже методику выполнения работы. Справочный материал и примеры расчета приведены в приложениях.

2.2. Выбрать исходные данные своего варианта из таблицы заданий. Номер варианта соответствует порядковому номеру фамилии студента в журнале учета занятий.

2.3. Приступить к выполнению работы согласно ниже приведенной методики:

1. Расчет волны прорыва при полном разрушении подпорных сооруже­ний гидроузла

2. Расчет волны прорыва при частичном разрушении подпорных соору­жений гидроузла

3. Организационные и инженерно-технические мероприятия.

2.4. Представить результаты расчетов преподавателю для контроля.

3. Материально-техническое обеспечение: проектор, схема водохранилища

Введение

Известно, что общая протяженность дамб и плотин в Республике Беларусь составляет более 850 км. Существует высокая вероятность прорыва дамб и плотин, прежде всего, в Гомельской и Брестской областях. Разрушение плотины гидроузла водохранилища может прои­зойти в результате мощного паводка, нарушения правил эксплуатации, дефектов изысканий и проектирования и во время войны. В результате затопления местности, если не предпринять своевременных надлежащих мер, могут пострадать люди, животные и сельскохозяйственные угодья, материальные ценности.

Чтобы принять своевременные меры защиты обычно решают задачи прогнозирования и оценки возможной обстановки, которая возникает при разрушении гидроузла. Ниже приводится одна из таких методик.

Методика определения района затопления при полном (частичном) разрушении плотины гидроузла

Решаются последовательно следующие задачи:

1. Расчет волны прорыва при полном разрушении подпорных сооруже­ний гидроузла

2. Расчет волны прорыва при частичном разрушении подпорных соору­жений гидроузла

3. Определяется район затопления, строится схема продольного профиля дна реки и график параметров волны прорыва.

На основе проведенных расчетов предлагаются организационные и инженерно-технические мероприятия по защите населения, территории и объектов.

Исходные данные для расчетов представлены в таблице 1.

Примеры расчета при полном и частичном разрушении гидроузла даны в приложении 4.

Отчет студента о проделанной работе должен состоять из следующих частей: результаты расчетов по форме табл. 6., схема продольного профиля дна реки расчетных участков и график параметров волны прорыва (рис.2), на карте (плане местности) определяется рай­он затопления, который обозначается синим цветным карандашом пунктиром со штриховкой (рис.1), перечень организационных и инженерно-технических мероприятий по защите.

Задача 1. Расчет волны прорыва при полном разрушении подпорных сооружений гидроузла

При разрушении плотины водохранилища на ниже прилегающих участках реки образуется волна прорыва, способная с большой скоростью переносить огромные массы воды по направлению своего движения, затопляя местность.

Пользуясь крупномасштабной картой составляют продольный профиль участка и реки, по которому возможно распространение волны прорыва и разбивают его на расчетные участки. Протяженность участков может быть различной в зависимости от их характеристики (уклона дна реки, глубины, ширины, характера заселенности долины). За границы участков принимают расчетные створы. Створом может служить не только сооружения гидроузла, обеспечивающие подъем уровня воды и воспринимающие ее напор, но и место, где резко сужается русло реки или тем, где река имеет крутой поворот.

При этом первым створом считают разрушенную плотину, вторым – границу между первым и вторым участками, третьим - границу между вторым и третьим участками и т.д. Все параметры волны прорыва, относящиеся к расчетным створам, обозначают индексами I, II, III, а расчетные участки – 1,2,3 и т.д. (рис.1). Индексы 100 (50) озна­чают, что расчет ведется при полном 100% разрушении плотины гидроузла или неполном 50%.

Таблица 1

Варианты заданий

Номер варианта	Объем водохра-нилища, Wв, м3	Ширина водохра-нилища по урезу воды в створе плотины в момент разрушения, В, м	Глубина воды перед плотиной H, м	Глубина воды в реке ниже плотины h, м	Уклон дна реки по участкам, L
					1	2	3
1	8108	800	8	2	0,01	0,01	0,001
2	8,25108	900	9	2,25	0,01	0,001	0,0001
3	8,5108	1000	10	2,5	0,01	0,001	0,0001
4	8,75108	1100	10,5	2,75	0,001	0,001	0,0001
5	9108	1200	11	3,0	0,01	0,001	0,0001
6	9,25108	1300	11,5	3,25	0,01	0,001	0,0001
7	9,5108	1400	12	3,5	0,001	0,001	0,0001
8	109	1500	12,5	3,75	0,01	0,001	0,0001
9	1,25109	1600	13	4,0	0,01	0,001	0,0001
10	1,5109	1700	13,5	4,25	0,01	0,001	0,0001
11	1,75109	1800	14	4,5	0,01	0,001	0,0001
12	2,0109	1900	14,5	4,75	0,01	0,001	0,0001
13	2,25109	2000	15	5,0	0,001	0,001	0,0001
14	2,5109	2100	15,5	5,25	0,001	0,001	0,0001
15	2,75109	2200	16	5,5	0,01	0,001	0,0001
16	3,0109	2300	16,5	5,75	0,001	0,001	0,0001
17	3,25109	2400	17	6,0	0,01	0,001	0,0001
18	3,5109	2500	17,5	6,25	0,001	0,001	0,0001
19	3,75109	2600	18	6,5	0,01	0,001	0,0001
20	4,0109	2700	18,5	6,75	0,001	0,001	0,0001
21	4,25109	2800	19	7,0	0,01	0,001	0,0001
22	4,5109	2900	19,5	7,25	0,01	0,001	0,0001
23	5109	3100	20	7,5	0,01	0,001	0,0001
24	5,5109	3300	21	7,75	0,001	0,001	0,0001
24	6109	3500	22	8,0	0,01	0,001	0,0001
26	6,5109	3700	23	8,25	0,01	0,001	0,0001
27	7109	4100	24	8,5	0,01	0,001	0,0001
28	7,25109	4300	25	8,75	0,01	0,001	0,0001
29	7,5109	4500	26	9,0	0,01	0,001	0,0001
30	8109	5000	30	10,0	0,01	0,001	0,0001

Продолжение вариантов заданий

Номер варианта	Форма поймы реки на участке затопления	Протяженность расчетных участков, км			Степень разрушения плотины гидроузла, %		Характер русла и поймы реки
		1	2	3	Ширина бреши	Глубина бреши
1	треугольная	10	3	2	50	100	II
2	параболич.	2	2	4	100	100	I
3	прямоугольн.	3	5	7	50	100	III
4	треугольная	4	5	–	100	100	IV
5	параболич.	5	7	9	50	100	I
6	прямоугольн.	6	8	10	100	100	III
7	треугольная.	7	9	–	100	100	IV
8	параболич.	8	6	8	50	100	II
9	прямоугольн.	9	10	6	100	100	I
10	треугольная	10	12	15	50	100	III
11	параболич.	11	15	20	100	100	II
12	прямоугольн.	12	8	6	50	100	I
13	треугольная	13	5	–	100	100	IV
14	параболич.	14	20	15	100	100	IV
15	прямоугольн.	15	10	5	50	100	I
16	треугольная	16	20	–	100	100	IV
17	параболич.	17	18	9	50	100	III
18	треугольная	18	10	–	100	100	IV
19	параболич.	19	25	20	50	100	I
20	треугольная	20	15	–	100	100	IV
21	парабол.	21	23	10	50	100	I
22	прямоугольн.	22	10	25	100	100	I
23	параболич.	23	20	18	50	100	III
24	треугольная	24	10	-	100	100	IV
25	параболич.	25	30	10	50	100	III
26	прямоугольн.	26	10	15	100	100	I
27	параболич.	27	30	10	50	100	III
28	прямоугольн.	28	25	15	100	100	I
29	параболич.	29	32	35	100	100	III
30	прямоугольн.	30	35	40	100	100	I

Примечание: I-широкая затопляемая пойма; II-русло извилистое с заросшей или неровной

каменистой поймой, с расширениями и сужениями поймы; III-хорошо разработанное русло,

узкая (средняя) пойма без больших сопротивлений; IV -русло слабоизвилистое с крутыми

берегами и узкой поймой.