Содержание

Введение……………………………………………………………………………2

1.Построение профиля земляной плотины………………………………………3

2. Построение депрессионной кривой ………………………………………......6

3 Расчет отверстия водосбора. …………………………………………………...7

4. Крепление откоса ………………………………………………………………8

5.Расчет водобойного колодца…………………………………………………...10

6.Расчет канала……………………………………………………………………12

7.Библиографический список……………………………………………………13

Приложение А. Профиль земляной плотины

Приложение Б. Построение депрессионной кривой

Приложение В. Конструктивные элементы плотины(гребень,крепление верхового откоса,расчетная схема дренажного устройства)

Приложение Г. Крепление верхового откоса земляной плотины

Введение

Плотина — гидротехническое сооружение, перегораживающее водоток или водоём для подъёма уровня воды. Также служит для сосредоточения напора в месте расположения сооружения и создания водохранилища.

Наиболее распространенным типом водоподпорных сооружений являются земляные плотины. Они входят в состав большинства гидроузлов различного назначения, широко используется в гидромелиоративном строительстве.

Широкое распространение земляных плотин обусловлено следующими причинами:

-возможность использования практически любых местных строительных материалов(грунтов)

-возможность комплексной механизации всех работ при разработке,транспортировке и укладке грунта в сооружение

-возможность строительства практически в любых геологических и климатических условиях

-простотой конструкции и надежностью работы в самых тяжелых условиях, в частности в сейсмических районах

Существуют следующие классификации земляных плотин:

По способу возведения :насыпные,намывные,полунамывные;

По высоте:низкие(напор менее 15м),средней высоты(напор 15-20м),высокие(напор более 50м)

Земляные насыпные в свою очередь делятся:

По конструкции поперченного профиля :Однородные,Неоднородные,С экраном из грунтовых материалов(с экраном из грунта,с ядром,с диафрагмой)

По конструкции противофильтрационных устройств -с понуром,с зубом,с диафрагмой

Земляные плотины, как правило, проектируются глухими, через гребень которых недопустим перелив воды. В связи с этим строительство земляных плотин сопряжено с необходимостью специальных водоспускных и водосбросных сооружений.

При проектировании и возведении земляных плотин необходимо учитывать следующие основные требования:

-заложение откосов плотин должно обеспечивать устойчивость сооружения и его основания при всех возможных условиях строительства и эксплуатации.

-Откосы и гребень плотины должны иметь покрытия, защищающие их от волновых, ледовых и атмосферных воздействий.

-Дренажные устройства должны обеспечивать сбор и организованный отвод фильтрующей воды и предотвращать фильтрационные деформации в теле и основании сооружений.

-Строительство и эксплуатационные деформации плотины, ее отдельных элементов и основания не должны вызывать нарушения нормальной работы сооружения.

-водосбросные устройства плотины и возвышения ее гребня над самым высоким уровнем воды в верхнем бьефе должны быть рассчитаны так, чтобы ни при каких условиях не происходило перелива воды через гребень плотины;

-кроме того, сооружение должно быть экономичным.

1.Построение профиля земляной плотины

Для построения профиля земляной необходимо определить высоту плотины Н,крепления откосов m₁,m₂, ширину гребня b.

Рис. 1.1 Профиль земляной плотины

H = h_в + d ,м (1)

Высоту плотины назначают с превышением d над расчетным уровнем воды в водохранилище, гарантирующем отсутствие перелива воды через гребень.

h_в = НПУ – ОСН = 116 – 100 = 16 м

d = h + h_н +a , м (2)

где h – высота ветрового нагона воды;

h_н – высота наката волн на откос плотины;

а – конструктивный запас, равен 0,5 м;

Высоту ветрового нагона определяем по формуле:

где W – расчетная скорость ветра на высоте 10 м над уровнем воды,по условию W=25 м/с

Таблица 1

W, м/с	20	30	40	50
Кв*(10-6)	2,1	3	3,9	4,8

D- длина разгона волны, по условию D = 3900 м;

К_в - квадратичный коэффициент, зависящий от скорости ветра, при W = 25м/с, Кв = 2,55*10

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Н – условная расчетная глубина воды в водохранилище, м;

α_в – угол между продольной осью водоема и направлением господствующих ветров, град.

Высоту волны 1%-ной вероятности превышения определяют в такой последовательности.

1.Вычисляют безразмерные комплексы

Определяем параметры ветровой волны при НПУ.

Для этого вычисляем безразмерные коэффициенты: и

где t – продолжительность действия ветра, принимаемая при отсутствии фактических данных 6 час = 21600 с.

2.По графику для определения элементов ветровых волн в глубоководной зоне для каждого из найденных комплексов определяют значения относительных параметров:

3. Из найденных двух пар значений параметров выбирают наименьшее и из них устанавливают среднюю высоту волны и средний период волны .

4. Вычисляют среднюю длину волны:

В качестве расчетного уровня при определении возвышения гребня плотины над расчетным уровнем принимаем нормальный подпорный уровень и учитываем высоту наката 1%-ой обеспеченности.

5.Высоту волны 1%-ой вероятности превышения определяем по формуле

h_1% = ,

где: Кi =2,1– коэффициент, устанавливаемый по графику [1.стр.8] при 1%-ной вероятности превышения в зависимости от значения безразмерного коэффициента .

h_1% = = 0.92*2.1=1.94 м

Коэффициенты K_∆ и КНП зависят от типа и относительной шероховатости крепления откоса (r/h1%), их принимают по таблице 1.1.[1,стр.7]

К = 0.75 , К_НП= 0,60;

Характерный размер шероховатости r следует принимать равным среднему диаметру камня при каменной наброске или среднему размеру бетонных, железобетонных блоков. При креплении откоса каменной наброской средний диаметр камня предварительно принимают в пределах 0,2...03 м. Я беру r=0,25.

Значения коэффициента Кc определяют по таблице 1.2 .[1,стр.7]в зависимости от скорости ветра и коэффициента заложения откосов =3.5 и =3, где – угол наклона откоса к горизонту =45. Заложение откосов зависит от высоты плотины. Откосы плотины должны быть устойчивыми во время ее строительства и эксплуатации при воздействии статических и динамических нагрузок, фильтрации, капиллярного давления, волн и др. Ориентировочные значения заложения откосов земляных насыпных плотин при прочности грунтов, в основании не меньшей, чем в теле плотины, приведены таблице на стр. 309 из учебника Смирнова «Гидрология, гидротехнические сооружения» и высоты плотины 19 м., заложение откосов принимается равным m₁= 3,5 и m₂=3.[2.табл. 6.3]

Коэффициент К_β=0,845 принимается в зависимости от угла β=45° подхода фронты воды к плотине

Значение коэффициента К_НГ определяется по графикам [1.стр.8]. Для использования которых предварительно устанавливается значение пологости волны , К_НГ=1,05.

Коэффициент К_Hj=1,учитывает вероятность превышения j(1%) по накату. Расчет высоты наката вычисляют по формуле:

h_н = h_1% * К * К_нп * К_с * К_β * К_нг * К_Hj

h_н = 1,94*0,75*0,60*1,5*0,85*1,05*1 = 1,17 м Вычисляем требуемое превышение гребня плотины над расчетным уровнем

d = h + hн +a = 0,028+1,17+0,5 = 1,698 м

следовательно, высота плотины:

Н = 16+1,698 = 17,698 18 м

На основе полученных данных строится профиль земляной плотины, который представлен в (приложении А).