Мелиорация лесосплавного пути и гидротехнических сооружений

ной обеспеченности по кривой расходов [pic], находим соответствующую

отметку уровня высоких вод дождевого паводка расчетной обеспеченности. Все

расчеты сводим в таблицу №6.

Таблица №6

|Наименование |F, км2 |[pic] |В |S’ |[pic],[pi|УВВ |

| | | | | | |ным |

|Створ плотины №1|1600 |40 |3,0 |0,76 |91,2 |16,7 |

|Створ плотины №2|2100 |45,83 | | |104,5 |16,9 |

2. Построение кривой расхода в лимитирующем створе.

В пределах отметок поперечного профиля назначается три уровня на

отметках Z1, Z2, Z3 за начальный «нулевой» уровень Z0 принимается уровень

нижней точки дна, для которого все гидравлические элементы сечения равны

нулю. Для уровня вычисляются:

а) площадь живого сечения ( м2, располагающаяся от дна до данного

уровня.

б) ширина русла по зеркалу воды на данном уровне, В м

в) средняя глубина [pic], эквивалентная при широком русле

гидравлическому радиусу R;

г) скоростной множитель [pic]

д) средняя скорость потока [pic], м/с

е) расход воды [pic], [pic]

Все результаты расчетов сводим в таблицу 7.

Таблица №7

|(Z, м |(, м2 |В, м |[pic], м |С, [pic]|V, [pic] |Q, [pic]|

|10,9 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |

|12 |30,5 |30,5 |1 |50 |1,12 |34,16 |

|13 |65,7 |33,5 |1,96 |56 |1,75 |114,97 |

|14 |104,5 |37 |2,82 |59,5 |2,23 |233,04 |

По данным таблицы №7 справа от поперечного профиля строим графики

зависимостей [pic] и [pic] (рис. 6).

[pic]

Рис.6.

II Выбор и обоснование схемы регулирования стока реки

2.1. Определение сроков лесосплава на естественных уровнях и расчет

необходимого его продления.

Расчет проводится для наиболее неблагоприятного по условиям

лесосплава (лимитирующего) створа, положение которого указано в задании.

Эта задача решается в следующей последовательности:

1. Определяется минимальная сплавная глубина.

[pic]

Т – максимальная осадка сплавляемых единиц; Т=0,56

Z – данный запас, принимается 0.10 – 0.15 м

[pic]0,56+0,14=0,7 м

2. Определяется минимальный сплавной расход воды в лимитирующем

створе[pic], при котором обеспечивается минимальная сплавная

глубина [pic], а при молевом сплаве, так же и минимальная

эксплуатационная скорость [pic]0.15 – 0.2 м/c.

Минимальный сплавной расход определяется по поперечному профилю

лимитирующего створа и кривым расхода воды и скоростей, построенным для

этого створа (рис.6).

В качестве расчетной величины[pic] принимается наибольшее из двух

найденных величин. Уровень воды, отвечающий расчетной величине минимального

сплавного расхода называется минимальным сплавным уровнем.(Мин. СУВ).

3. Дата окончания лесосплава на естественных условиях определяется

условием:

[pic]

[pic] - среднедекадный или среднемесячный расход воды в лимитирующем

створе.

Начало сплава на естественных уровнях –1.V

Конец сплава на естественных уровнях – 31.V

Начало регулирования сплава –1.VI

4. Сроки продления периода лесосплава за счет регулирования стока.

Определим часовую лесопропускную способность в лимитирующем створе:

[pic] [pic]

[pic] - коэффициент перехода от поверхностной скорости течения к

скорости движения бревен в сжатом сечении лесосплавного хода.

[pic] - средняя поверхностная скорость течения при минимальном

сплавном расходе [pic] [pic];

[pic]

[pic]- сжатая ширина лесосплавного хода, м

[pic]

в – ширина по зеркалу воды в лимитирующем створе при Мин. СУВ; в=29 м

[pic]

( - коэффициент использования ширины реки в сжатом сечении.

[pic]- предельный коэффициент заполнения лесосплавного хода в сжатом

сечении;

g – объем лесоматериалов, плотно размещающихся на 1 м2 акватории:

[pic]

[pic]- средний диаметр бревен, м

[pic]

Произведение коэффициентов [pic] и [pic];

При [pic] [pic]

[pic]

Продолжительность молевого лесосплава на регулированном стоке (число

часов эффективного дополнительного питания) n:

[pic]

Д – дефицит лесопропускной способности, м3

Число суток, на которое должен быть продлен период лесосплава при

возможности двухсменной работы, т.е. при сезонном регулировании стока:

[pic] суток

14 – число часов лесосплава в сутки при двухсменной работе.

2.2.Выбор варианта схемы регулирования стока

2.2.1 Проверка возможности применения суточного регулирования.

Суточное регулирование стока следует применять только для продления

сроков молевого лесосплава.

Первым критерием применимости суточного регулирования стока является

предельная дальность действия попуска ([pic]). Эта величина обуславливается

явлением распластывания волны и ограниченной продолжительностью попуска.

При среднем уклоне i = 0.0009 предельная дальность действия попуска

будет:

[pic]

Рис.7

Расчет ведем по створу плотины №1:

[pic]

Следовательно, суточное регулирование невозможно.

2.2.2 Проверка возможности сезонного регулирования стока.

Сезонное регулирование стока может использоваться для продления

периода молевого лесосплава.

Дата начала дополнительного питания соответствует началу расчетного

интервала времени, следующего за окончанием периода лесосплава на

естественных уровнях 1.VI. Дата окончания дополнительного питания 7.IV .

Средний расход в лимитирующем створе:

[pic]

Средний за период расход воды дополнительного питания:

[pic]

Для того, чтобы обеспечить дополнительное питание в течение периода

[pic], необходим полезный объем водохранилища:

[pic]

Для этого объема соответствует отметка ( НПУ (нормальный подпорный

уровень) равная 17 м, что ниже [pic]19,3 м. Следовательно, сезонное

регулирование возможно.

После проверок делаем вывод, что принимается сезонное регулирование

стока в створе плотины №1 на 1630 км от устья реки.

2.3. Водохозяйственный расчет по принятому варианту схемы

регулирования стока.

Для выбранного варианта производится уточненный водохозяйственный

расчет.

3.1. Сезонное регулирование стока.

1) Продолжительность периода дополнительного питания [pic]с 1.VI по

7.VI.

2) Весь период дополнительного питания разбивают на части (декады).

В нашем случае разбивка не требуются, т.к. дополнительное питание

проводится в одну декаду.

3) В табличной форме производим расчет величины полезного объема

водохранилища.

Таблица №8

| | |(Т | | | |

| | | |[pic]|[pic]|[pic| | |

| | | | | |] | | |

|1 |1.06-7.06|6 |25 |24,27|0,73|378432 |416275,2 |

[pic]

Объем воды, полезно срабатываемый из водохранилища за данный период

[pic]:

[pic]

Полный объем воды, который должен быть запасен в водохранилище на

данный расчетный период [pic]:

[pic]

4) Выясним режим расхода воды из водохранилища в период

дополнительного питания.

Зарегулированный расход воды, поступающей из водохранилища:

[pic]

[pic] - естественный расход в створе плотины за расчетный период,

принимается по таблице 3.

Объем зарегулированного стока из водохранилища:

[pic]

Результаты расчетов сводим в таблицу №9.

Таблица №9

| | | |[pic] |[pic] |[pic] | |

|1 |1.06-7.06 |6 |19.72 |0.73 |20.45 |10601280 |

5) Проверяем обеспеченность зарегулированного режима стока в створе

плотины естественной приточностью в маловодном году 90%-ной

обеспеченности.

Чтобы не ухудшить условия лесосплава на естественных уровнях и

обеспечить требующийся режим дополнительного питания, для створа плотины

должно соблюдаться неравенство:

[pic]

[pic]- объем годового стока ([pic]= 221854500 м3)

[pic]- объем зарегулированного стока за период дополнительного

питания..

[pic]- объем стока за период сплава на естественных условиях, т.е. с

начала лесосплава до начала дополнительного питания.

221854500>(10601280+127410000) 221854500>138011280

то есть условие выполняется.

6) Определим отметку уровня мертвого объема водохранилища (УМО)

[pic]

[pic]- отметка уровня воды в нижнем бьефе плотины при

зарегулированном расходе в последнем расчетном периоде дополнительного

питания, когда водохранилище срабатывается до наинизшего уровня, т.е. до

УМО.

(Z = 0,1-0,3 м – перепад уровней, необходимый для пропуска через

плотину зарегулированного расхода. ((Z = 0,2 м)

Величину [pic]берем из таблицы №9, после чего [pic]определяем по

кривой расхода в створе плотины №1.

[pic]= 16.1+0.2=16.3 м

[pic] соответствует мертвому объему [pic]=1000000 [pic] ([pic] нашли

по кривой расхода водохранилища W=f(Z)).

7) Находим полный объем водохранилища как сумму мертвого и полезного

объемов.

[pic]

Рис.8 Определение основных параметров водохранилища

[pic]=1+10,6 =11,6 млн.

Полному объему водохранилища соответствует [pic] установленная по

кривой объема.

[pic] - условие выполняется. 18.22.24

условие не выполняется, следовательно, водослив затопленный.

в) определим сжатую ширину водосливного отверстия плотины в случае

затопленного водослива:

[pic]

[pic]- максимальный расход воды 5%-ной обеспеченности; [pic]=385.33

м3/с

m – коэффициент расхода (0,36(0,38); m=0,38

[pic]- полный напор на водосливе, который принимаем равным

статическому напору Н; [pic]=2.8 м

[pic]- коэффициент затопления, принимается в зависимости от степени

затопления.

[pic]0.96 находим [pic]0.59

[pic]

3.4.3. Так же определим сжатую ширину отверстия [pic] из условия

пропуска зарегулированного расхода при наинизшем уровне верхнего бьефа,

т.е. при [pic], используя следующую схему. (рис.12).

[pic]

Рис. 12. Расчетная схема к определению ширины отверстия плотины.

В качестве расчетного расхода здесь берем в случае сезонного

регулирования стока зарегулированный расход [pic] для последнего расчетного

периода.

[pic]20.45 м3/с

[pic]16.3-16.1=0.2 м

[pic]

3.4.4. Выбираем расчетную сжатую ширину отверстия [pic]наибольшую из

двух, т.е. [pic]83 м

3.4.5. Определяем полную ширину отверстия [pic] с учетом сжатия струн

устоями и постоянными опорами. Находим ее по приближенной формуле:

[pic]

( = 0,85(0,95 – коэффициент бокового сжатия.

[pic]83/0.95=87 м

3.5. Лесопропускные устройства плотины и разбивка ее отверстия на пролеты.

3.5.1. Определяем ширину лесопропускного устройства.

Число бревен, которые должны одновременно входить в отверстие

лесопропускного устройства:

[pic]

[pic]- заданная пропускная способность лесопропускного устройства

плотины, [pic]

[pic] - скорость подачи бревен в лесопропускное устройство, м/с

0,5(1,0 м/с [pic]=0,5 м/с

d – средний диаметр бревен, м d=0,7 м

k - поправочный коэффициент на неравномерность впуска; к=0,6

[pic]

Принимаем штуку.

Ширина лесопропускного устройства в свету.

[pic]м

0,1 м – зазор по ширине между соседними бревнами и между бревнами и

стенками лесопропускного устройства.

[pic]

Так как получилось, что [pic] 0,8 –

водослив затоплен и нужно задаваться [pic].

[pic]

- условие не выполняется.

Отметка подпорного уровня высоких вод 1%-ной обеспеченности:

[pic]

3.6. Расчет подземного контура плотины и боковой фильтрации.

Размеры подземного контура плотины устанавливаются фильтрационным

расчетом. Расчет ведется в следующей последовательности.

3.6.1. Выбираем тип подземного контура плотины, назначаем его

предварительные размеры и вычерчиваем схему (Рис.14). В зависимости от

напора сооружения (Н =2,8) и грунта основания (суглинок ) флютбет плотины

устраиваем свайным. При назначении размеров подземного контура плотины

руководствуемся следующими практическими формулами:

Длина предпонурной подушки [pic]

Длина понура [pic]

Длина водобоя [pic]

Длина слива [pic]

Длина рисбермы [pic]

Глубина забивки королевого шпунта, отсчитываемая от отметки дна

котлована [pic] принимаем [pic].

Глубина забивки понурного шпунта (также от дна котлована).

[pic]

Общая глубина забивки шпунтов

[pic] (2,5+2)8 [pic]

Может быть допущен небольшой запас в пределах 10-20%, следовательно

условие выполняется.

3.6.4. Строим приведенную эпюру фильтрационного давления на флютбет и

на основании ее определяем величину фильтрационного давления на понур и

водобой (рис15)

[pic]

Рис.15. Приведенная эпюра фильтрационного давления воды на флютбет

плотины.

Для получения величины полного давления на водонепроницаемый элемент

флютбета нужно учесть взвешивающее давление со стороны нижнего бьефа.

[pic]

[pic]- возвышение горизонта воды нижнего бьефа при закрытой плотине

под дном котлована.

[pic]м

[pic]

[pic] [pic] [pic]

[pic] и [pic]- напор фильтрационного потока в начале и в конце

контура с учетом взвешенного давления со стороны нижнего бьефа.

[pic]

Величина противодавления на 1 пог.м. ширины понура и водобоя

вычисляется по формулам:

[pic]

[pic]- объем веса воды. (1,0 т/м3)

[pic]- длина понура, м

[pic]- длина водобоя, м

Расчет боковой фильтрации.

[pic]

[pic] 14>8

условия выполняются.

3.7. Статические расчеты основных элементов плотины.

3.7.1. Расчет промежуточной стойки без подкоса.

[pic]

Рис. 16 Схема к расчету промежуточных стоек.

Так как [pic], то выбираем расчетную схему на рис.16.

Превышение центра верхней балки над НПУ:

[pic]

[pic]-превышение центра верхней опоры над [pic]:

[pic]

[pic] - превышение [pic] над НПУ

[pic]

Расчетная длина промежуточной стойки:

[pic]

Н - напор на пороге плотины при [pic]в ее верхнем бьефе, м.

Для того, чтобы все щиты в пролете имели одинаковую ширину

необходимо, чтобы расстояние в осях стоек соответствовали равенству:

[pic]

L - пролет в осях лицевых стен постоянных опор, м.

k - расстояние от оси лицевой стены опоры до оси коренной стойки;

k=0,2

n - число промежуточных стоек в пролете.

[pic]

Для принятых обозначений и выбранной схемы нагрузки верхняя и нижняя

опорные реакции вертикальной стойки составляет:

[pic]

[pic]- удельный вес воды ([pic]=1 т/м3).

Максимальный изгибающий момент возникает в сечении, отстоящем от

центра верхней опорной балки на величину.

[pic]

Значение максимального изгибающего момента находится по зависимости:

[pic]

Требуемый момент сопротивления:

[pic]

[pic]- расчетное сопротивление древесины при изгибе, кг/см2

[pic]=100 кг/см2

Типовое сечение деревянной промежуточной стойки выбирается по таблице

Страницы: 1, 2, 3

МЕНЮ

Мелиорация лесосплавного пути и гидротехнических сооружений