Определение отметки гребня водослива

Напор на гребне водослива без учёта сжатия и подтопления:

(6.6).

где — коэффициент расхода водослива принимается в зависимости от типа водослива, .

Коэффициент бокового сжатия, определяем по формуле Френсиса:

(6.7).

где — коэффициент формы быков водослива принимаем .

Напор на гребне водослива с учётом сжатия и подтопления:

(6.8).

где — коэффициент формы водослива принимаем ;

— коэффициент подтопления .

Скорость подхода потока к водосливу:

(6.9).

Напор на гребне водослива без учёта скорости подхода потока к водосливу:

(4.10).

где — коэффициент Кориолиса принимаем .

Напор на водосливе округляется в большую сторону в соответствии с техническим регламентом.

(6.11).

Отметка гребня водослива:

(6.12).

Отметки гребня быка:

(6.13).

6.2.3 Проверка на пропуск поверочного расхода Определим поверочный расход через водосливную плотину:

(6.14).

где — расход обеспеченности;

— расход через агрегаты станции в весенне — летний период.

Напор на водосливе при пропуске поверочного расхода:

(6.15).

Коэффициент расхода водослива при изменении напора:

(6.16).

Напор на гребне водослива с учётом сжатия и подтопления:

(6.17).

Скорость подхода потока к водосливу:

(6.18).

Напор на гребне водослива без учёта скорости подхода потока к водосливу:

(6.19).

Расчётная отметка форсированного подпорного уровня:

(6.20).

Расчётная отметка форсированного подпорного уровня меньше заданной, следовательно, повышение форсированного уровня не требуется.

6.2.4 Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе.

Определяем параметры гидравлического прыжка для прямоугольного русла (плоская задача). Критическая глубина:

(6.21).

Полная удельная энергия в сечении перед водосливом:

(6.22).

Отношение полной удельной энергии в сечении перед водосливом к критической глубине:

(6.23).

По графику в зависимости от коэффициента скорости и определяем :

(6.24).

(6.25).

Сопряжение глубины:

(6.26).

(6.27).

Сопряжение по типу отогранного прыжка на скальном основании осуществляем в виде отброшенной струи.

6.2.5 Определение ширины подошвы водосливной плотины Исходя из условий отсутствия растягивающих напряжений на верховой грани:

(6.28).

где — напор на плотину с учётом заглубления.

(6.29).

где — плотность бетона принимаем ;

— плотность воды принимаем ;

— коэффициент, учитывающий потерю фильтрационного давления за счёт устройства противофильтрационных устройств, принимаем .

Исходя из условия устойчивости плотины против сдвига по основанию:

(6.30).

где — коэффициент надёжности по назначению сооружения, принимаемый в зависимости от класса сооружени;

— коэффициент трения бетона по грунту принимаем.

Приравниваем выражения (6.28) и (6.30) и находим :

(6.31).

Полученное значение подставляем в любое из выражений (6.28) или (6.30), получаем величину ширины подошвы плотины:

(6.32).

Верхняя грань плотины проектируется вертикальной.

6.2.6 Определение отметки гребня быка При определении отметки гребня быка производится волновой расчёт для двух случаев: основного (при отметке уровня верхнего бьефа равной НПУ) и поверочного (при отметке уровня верхнего бьефа равной ФПУ). Отметка гребня быка выбирается наибольшей.

Условная расчётная глубина воды в водохранилище:

(6.33).

где — отметка уровня воды в верхнем бьефе: для основного случая —, для поверочного — ;

— отметка дна водохранилища принимается из кривой связи расходов в нижний бьеф и уровней нижнего бьефа.

По выражению (4.33) для основного случая:

(6.34).

для поверочного:

(6.35).

Высота ветрового нагона:

(6.36).

где — расчётная скорость ветра на высоте 10 м над уровнем воды;

— длинна разгона волны;

— условная расчётная глубина воды в водохранилище (6.33);

— угол между продольной осью водохранилища и направлением ветров, в пределах дипломного проекта .

По выражению (4.36) для основного случая:

(6.37).

для поверочного:

(6.38).

Безразмерные комплексы для определения высоты волны обеспеченности для основного случая:

(6.39).

(6.40).

для поверочного:

(6.41).

(6.42).

где — период развития волн на водохранилище, принимаем в пределах курсового проекта .

По графику по верхней огибающей кривой и значениям выражений (6.39), (6.41) определяются параметры для основного случая:

(6.43).

(6.44).

для поверочного:

(6.45).

(6.46).

По графику по верхней огибающей кривой и значениям выражений (6.40), (6.42) определяются параметры для основного случая:

(6.47).

(6.48).

для поверочного:

(6.49).

(6.50).

Используя меньшие полученные значения, вычисляем средний период волны и среднюю высоту волны для основного:

(6.51).

(6.52).

для поверочного:

(6.53).

(6.54).

Средняя длинна волны:

(6.55).

По выражению (6.55) для основного случая:

(6.56).

для поверочного:

(6.57).

Проверка условия:

(6.58).

По выражению (6.58) для основного случая:

— условие выполняется, (6.59).

для поверочного:

— условие выполняется. (6.60).

Условия выполнены. Производим расчёты для глубоководной зоны.

Высота волны обеспеченности:

(6.61).

где — коэффициент, определяемый в зависимости от значения выражения (6.39), и (6.41).

Для основного случая:

(6.62).

для поверочного:

(6.63).

По выражению (6.61) для основного случая:

(6.64).

для поверочного:

(6.65).

Высота наката волн на откос обеспеченности для фронтально проходящих волн:

(6.66).

где и — коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса, принимаем в расчётных случаях принимаем равными;

(6.67).

(6.68).

— коэффициент, принимаем по в расчётных случаях принимаем равными;

(6.69).

— коэффициент, принимаем по графикам в зависимости от пологости волны на глубокой воде, в расчётных случаях принимаем равными;

(6.70).

По выражению (6.66) для основного случая:

(6.71).

для поверочного:

(6.72).

Превышение гребня плотины над расчётным уровнем в верхнем бьефе:

(6.73).

где — конструктивный запас, принимаем в пределах курсового проекта 1 м.

По выражению (6.73) для основного случая:

(6.74).

для поверочного:

(6.75).

Отметку гребня быка:

(6.76).

(6.77).

По выражению (6.76), для основного случая:

(6.78).

для поверочного, по выражению (6.77):

(6.79).

Отметку гребня быка принимаем большую из двух:

(6.80).

Окончательную отметку гребня плотины принимаем:

(6.81).

6.2.7 Основные размеры цементационной завесы В скальное основание не возможна забивка шпунта. На скальных основаниях применяют цементационные завесы.

Толщина цементационной завесы:

(6.82).

где — напор на завесе, определяются из фильтрационного расчёта ;

— критический градиент напора на завесе принимаем — .

Толщина одного ряда цементационной завесы — 3 м. Исходя из расчётов получаем 3 ряда толщиной.

Заглубление завесы относительно подошвы сооружения:

(6.83).

принимаем:

(6.84).

Расстояние от напорной грани до завесы:

(6.85).

принимаем:

(6.86).