Курсовая работа: Головной гидроузел с каменно-земляной плотиной и водосбросным сооружением
Основные типы водосбросов,
используемых в гидроузлах с глухими грунтовыми плотинами, имеют определенные
области применения (рис1). Эти области показаны в зависимости от мощности
сбросного потока:
N=0,0098∙Q∙H=0,0098∙6500∙43.7=2783,7
(МВт)
где Q - расчетный расход водосброса,
м3/с; H - перепад
между уровнем ВБ и отметкой уровня воды в русле в НБ при пропуске расчетного
паводка Q.
и относительной ширины речной
долины L/H, где L и Н - соответственно длина плотины по гребню и
ее высота тогда 297/60=4,95 принимаем береговой открытый водосброс по
графику В.М. Семенкову.
Рис 4. Области применения
различных водосбросов в гидроузлах с глухими плотинами (по В.М. Семенкову): I - туннельные водосбросы; II
- береговые открытые и глубинные водосбросы: III - русловые водосбросные плотины с поверхностным
переливом и глубинными отверстиями.
Открытые береговые водосбросы
устраивают на гидроузлах с грунтовыми и бетонными глухими плотинами. Располагают
их обычно на одном берегу (рис.5). Расположение водосбросов на двух берегах
применяют редко: при высоких сбросных расходах и возможности их размещения по
топографическим и геологическим условиям и с учетом компоновки гидроузла. Обычно
эти береговые водосбросы применяют при расходах 500-12000 м3/с на
одно сооружение. Их выполняют в виде открытых водосбросных каналов, быстротоков
и разных сочетаний водослива с ними. Водосбросной тракт (быстроток) водосбросов
обычно имеет большую длину.
По типу оборудования эти
водосбросы подразделяют на регулируемые (с затворами и механизмами для их
подъема и опускания) и нерегулируемые (автоматического). Последние не имеют
затворов (открытый водослив, сифон) или имеют их, когда подъем затворов
происходит по достижению заданного уровня ВБ.
Регулируемые водосбросы с
затворами при глухих плотинах обычно на 20% дешевле подобных нерегулируемых
водосбросов.
Ось водосбросного тракта чаще
всего трассируют по водораздельным участкам склона, по возможности
перпендикулярно горизонталям. С особой осторожностью относятся к вариантам
трассировки оси водосброса по понижениям эрозионного происхождения (балкам и
оврагам), так как это говорит о неблагоприятных геологических и гидрологических
условиях. При трассировке оси водосброса перпендикулярно горизонталям объемы
земляных работ меньше, чем при трассировке под углом к горизонталям. При
трассировке по крутым косогорам ширина транзитной части водосброса
должна быть наименьшей. Поэтому быстротоки часто делают сужающимися по течению,
что предупреждает также образование катящихся волн.
Открытые береговые водосбросы
состоят из трех основных частей: а) подводящего канала; б) водослива
фронтального типа, регулирующего сбрасываемый расход; в) водоотводящего тракта.
Рис.5. Схема открытого
берегового водосброса: 1 - подводящий канал; 2 - водослив; 3 - отводящий
промежуточный канал; 4 - быстроток; 5 - концевая часть; 6 - грунтовая плотина; 7
– русло
Входные части открытых
береговых водосбросов
а - сужающаяся с прямолинейным водосливным порогом; б -
с циркуль-ным порогом; в - с зигзагообразной тонкой стенкой по гребню циркуль-ного
порога практического профиля; г - со струйным течением; д - с
искусственной шероховатостью; е - с полигональным (лабиринтным) водосливным
порогом; ж, з - план и разрез мексиканского водосброса
Особенностью водослива
берегового водосброса является отсутствие ниже его устройств для гашения
энергии воды, поступающей в водоотводящий тракт, состоящий из промежуточного
канала, сопрягающего сооружения (быстротока) или многоступенчатого перепада и
устройства для гашения энергии потока.
Быстроток.
Быстроток представляет собой канал, уклон которого намного
превышает критический. Обычно уклон задают в пределах 0,05-0,25, но он может
быть больше, например, в скальных грунтах. Ширина быстротока бывает постоянной
или переменной уменьшающейся или возрастающей книзу (рис.6).
Рис.6. Быстротоки: а -
расширяющийся; б – сужающийся
Изменение ширины быстротока
вызывается условиями гашения энергии в НБ и возможностью сокращения объема
работ. Быстротоки выполняют в виде железобетонного лотка с прямоугольным, трапецеидальным
или полигональным сечением Сужающиеся в плане быстротоки (рис.7, а) позволяют
уменьшить объем земляных работ по трассе, обеспечить плановое сопряжение
развитых входных частей с быстротоками постоянной ширины и создать благоприятный
гидравлический режим работы концевой части. Однако на длинных быстротоках
возникает необходимость устройства в его конце расширяющегося участка (рис.7, а)
с рассеивающим носком-трамплином.
Рис.7. Средства борьбы с
волнообразованием на быстротоках: а - сужение в плане быстротока; б,
в, г - гасители в конце быстротока, соответственно, типа зигзаг, ребра и
решетчатый трамплин; 1 - водовыпуск;.2 - плотина; 3 - водосброс; 4
- ребра нарастающей высоты; 5 - быстроток; 6 - растекатель; 7 - прорезная водобойная
стенка
Обусловлены наличием в его
составе трех основных частей (головной, сбросной и концевой) и заключаются в
следующем: определение параметров головного участка (очертания подводящего
канала, число и ширина водосливных пролетов, отметка порога), обеспечивающих заданную
пропускную способность;
Расчет водослива
Известно Q=6500
м3/с; В=100 м; m=0,48
Определение напора на гребне
без учета бокового сжатия:
 
Задаем ширину отверстий:
Ширина одного бычка:
Количество отверстий:
Число бычков:
nб=nотв - 1 =5 -
1 =4 бычка
Уточним окончательную ширину
фронта:
Форма бычка: ξ=0,95 (ξ
- коэффициент бокового сжатия плотины);
Эффективная ширина фронта
водослива с учетом бокового сжатия в первом приближении:
 принимаем 96 м
Уточняем напор на гребне:
Определение скорости воды на
подходе:
Расчетный напор на гребне:
 - коэффициент кинетической энергии
Определение удельного расхода
Определим глубину воды в
сжатом сечении hсж
 принимаем 
Во втором приближении:
В третьем приближении:
Принимаю 
Гидравлический расчет
быстротока.
Гидравлический расчет
быстротока заключается в определении сечения на быстротоке, где скорость в этом
сечении будет равна допустимой скорости. Допустимая скорость определяется в
зависимости от материала поверхности. Для быстротока с большой пропускной
способностью, допустимую скорость принимают в пределах 25. .35 м/с.
В начале быстротока т.е. на
месте перелома где I больше Iкр
Известно
Q=6500м3/с; Bнач=86 м; 
требуется: определить hкр= 
w= hкр. B=8,65.86=744.3 м3
x=2 hкр+B=2.8,65.86=103,3 м
 =0.014, находим 
Определяем h0 - нормальная глубина на быстротоке
Составляем таблицу для
нахождения нормальной глубины, для этого задаемся значениями h. Затем
строим график h = f (K), из которого определяем h0.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 |
