1. Компоновка сооружений гидроузла

Все гидроузлы являются индивидуальными проектами. В связи с разнообразием местных условий нет возможности при сооружении данного гидроузла использовать какие-либо типовые проекты

В состав гидроузла входят земляная плотина из суглинков и бетонная гравитационная плотина с безвакуумным водосливом.

Створ плотины выбирается с учетом топографических условий таким образом, чтобы плотина имела минимальную длину. Схема гидроузла должна быть, возможно, более компактной, объем и стоимость работ по возведению сооружений, а также эксплуатационные расходы должны быть, возможно, наименьшими.

Грунт основания — глины, грунт тела плотины — суглинок.

Высота плотины Н_пл=15,8м, отметка гребня водослива – 201 м, отметка верха быков – 208,4 м, отметка дна – 185,5 м, максимальный напор Н=4 м, отметка НПУ – 205 м, глубина воды в ВБ при НПУ –14,7м, отметка зуба плотины –181,24м.

Заложение верхового откоса земляной плотины – 3, низового –2,5. Ширина гребня – 15м.

Т.к. Платина размещается на глинистых грунтах, то устраивается анкерный понур длиной 10,9 м. Шпунтовый ряд устраивается в верховом зубе глубиной 8м.

2. Гидравлические расчеты

гидравлические расчеты водосбросных сооружений плотин и их нижних бьефов выполняются с целью:

1. Определить ширину водосливного фронта, отметку гребня водослива и профиля водосливной поверхности.

2. Назначить очертание быков, конструкций и очертания береговых открылков, отметок понура и конструкций крепления дна в верхнем бьефе.

3. Выбор оптимального режима сопряжения бьефов и назначения отметок заложения водобоя и рисбермы, типов и размеров гасителей энергии, участков крепления дна, берегов, длины и очертаний в плане береговых устоев и открылков в нижнем бьефе.

Основной расчетный случай соответствует пропуску расчетного паводкового расхода всем водопропускным фронтом сооружения при НПУ в ВБ.

2.1. Расчет пропускной способности водосброса

2.1.1. Определение ширины водосливного фронта плотины

Водосливная часть плотины ограничивается устоями, которые отделяют водосбросные отверстия от берега или других сооружений. Водосливной фронт плотины разбивается быками на отдельные отверстия, перекрываемые затворами.

Ширину водосливного фронта определяют по зависимости:

Q_РП=570 м³/с – расчетный паводковый расход;

q=16,28 м²/с – удельный расход;

По таблице 5.2 [1] принимается, количество пролётов n=5 шт., ширина каждого пролета b=7м.

2.1.2. Определение высоты водосливного отверстия

Величина Н определяется исходя из зависимости:

σ_п – коэффициент подтопления водослива;

k – коэффициент бокового сжатия;

m – коэффициент расхода водослива;

Н₀ – напор на водосливе с учетом скорости подхода.

В первом приближении Н₀=Н, σ_п=1, k=1, m=0,45 – для безвакуумных водосливов практического профиля.

По таблице 5.3 [1] принимается Н=4м.

2.1.3. Проверка пропускной способности водосливных отверстий принятых размеров

Для проверки пропускной способности проектируемой водосливной плотины необходимо уточнить значения Н₀, m, ε, σ_п.

напор на водосливе с учетом скорости подхода:

скорость подхода .

Ширина плотины с учетом быков

коэффициент подтопления σ_п=1 так как высота подтопления равна

.

коэффициент бокового сжатия:

Р= - =201-185,5= 15,5м – высота водослива,

α=0,1 – при плавном очертании быков и устоев.

Коэффициент расхода водослива:

С – расстояние от начала криволинейного участка оголовка до начала водосливной поверхности. С выбирается из условия 0,3Н<C<2H. Принимаем С=1,5 м

Проверку пропускной способности водосливных отверстий принятых размеров производят по формуле:

Погрешность,

Проверка пропуска максимального катастрофического расхода воды через водослив производится по условию:

скорость подхода .

Ширина плотины с учетом быков

коэффициент подтопления σ_п=0,987 так как высота подтопления равна

.

коэффициент бокового сжатия:

Р= - =201-185,5= 15,5м – высота водослива,

α=0,1 – при плавном очертании быков и устоев.

Коэффициент расхода водослива:

С – расстояние от начала криволинейного участка оголовка до начала водосливной поверхности. С выбирается из условия 0,3Н<C<2H. Принимаем С=1,5 м

Таким образом необходимая пропускная способность водосливных отверстий обеспечена.