Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина»

Факультет: Водохозяйственного строительства

Специальность: КИОВР

Кафедра: Природообустройства и мелиорации

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Гидротехнические сооружения комплексного и отраслевого назначения»

«ВОДОХРАНИЛИЩНЫЙ ГИДРОУЗЕЛ С ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНОЙ НА РЕКЕ ТУРА»

Выполнила: студентка 42 гр. Милютина Е. Ю.

Проверил: Петров Е. Ф.

Омск 2013

Задание на проектирование

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

СОДЕРЖАНИЕ

Раздел	Подраздел	Подраздел	Наименование	Страницы
1	2	3	4	5
			Задание	2
			Приложение 1 (Физико-механические характеристики)	3
			Приложение 2 (Кривая связи Q(H), батиграфическая характеристика в створе Туринского гидроузла)	4
			Приложение 3 (Определение пропускной способности двухочковой шахты)	5
			Введение	9
1			Район строительства, назначение гидроузла и класс гидротехнических сооружений	10
2			Створ гидроузла, состав и рациональная схема компоновки сооружений гидроузла	12
	2.1		Створ гидроузла	12
	2.2		Состав гидроузла и назначение его сооружений	14
	2.3		Тип водосбросного сооружения	14
	2.4		Компоновка сооружений гидроузла	15
3			Грунтовая плотина	16
	3.1		Тип и конструкция плотины	16
		3.1.1	Тип плотины	16
		3.1.2	Сопряжение тела плотины с основанием и берегами	17
		3.1.3	Противофильтрационные устройства	17
		3.1.4	Гребень плотины	17
		3.1.5	Откосы и бермы	24
		3.1.6	Дренажи и обратные фильтры	26
	3.2		Фильтрационные расчеты	28
		3.2.1	Задачи и методы расчета	29
		3.2.2	Расчетные схемы и способы расчета	29
		3.2.3	Депрессионная поверхность фильтрационного потока	30
		3.2.4	Фильтрационный расход	39
		3.2.5	Оценка фильтрационной прочности	39
	3.3		Расчет устойчивости низового откоса	41
		3.3.1	Расчетные случаи и методы расчета	41
		3.3.2	Исходные данные	41
		3.3.3	Коэффициент устойчивости для произвольной кривой обрушения	42
			Заключение	49
			Список использованной литературы	50
ПЕРЕЧЕНЬ РИСУНКОВ ПО ТЕКСТУ Рисунок 1 – Геологический разрез по створу плотины; Рисунок 2 – Поперечный профиль однородной плотины сечения 2 – 2; Рисунок 3 – Поперечный профиль однородной плотины сечения 1 – 1; Рисунок 4 – Поперечный профиль однородной плотины сечения 3 – 3; Рисунок 5 – Произвольная кривая обрушения				13 33 35 37 45
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ Лист 1 – Водохранилищный гидроузел с грунтовой плотиной на реке Каменка				51

ВВЕДЕНИЕ

Для образования водохранилища возводят комплекс специальных гидротехнических сооружений (водоподпорные сооружение – плотину и различные водопропускные сооружения), называемые гидроузлом. Часть водохранилища или водотока, примыкающая к водоподпорному сооружению гидроузла, называется бьефом: бьеф, расположенный вверх по течению от напорного сооружения, называется верхним, а вниз по течению - нижним.

Главная цель создания водохранилищ – регулирование стока, которое делается в основном в интересах водоснабжения, ирригации, энергетики, водного транспорта и в целях борьбы с наводнениями. Для этого в водохранилищах аккумулируется сток в одни периоды года и отдается накопленная вода в другие периоды.

В данной курсовой работе необходимо запроектировать водохранилищный гидроузел в заданном створе на реке Тура. Необходимо описать район строительства, назначение гидроузла и определить класс разрабатываемого гидротехнического сооружения. В соответствии с классом разработать компоновку, состав сооружений, определить и обосновать выбранный тип плотины. Также необходимо выполнить фильтрационные расчеты плотины и расчет устойчивости откоса.

1. Район строительства, назначение гидроузла и класс гидротехнических сооружений

Водохранилищный гидроузел с грунтовой плотиной запроектирован на реке Тура. Тура берет начало в горах Среднего Урала, в 4 км к юго-западу от железнодорожной станции Хребет Уральский и в 18 км к северо-западу от города Кушва, где образуется от слияния мелких ручьев. На территорию Тюменского района приходится около 260 км ее пути. Впадает Тура в реку Тобол в пределах Ярковского района. Длина Туры 1030 км. Площадь бассейна составляет 80,4 тыс. км². Как и на многих других реках региона, в водном режиме реки в течение года четко выделяются четыре фазы:

• высокое весеннее половодье;

• летне-осенняя межень (с низшим уровнем воды, как правило, с августа по октябрь);

• незначительные по высоте паводки во время осенних дождей;

• устойчивая низкая зимняя межень, продолжающаяся в среднем 140—160 дней. Зимняя межень устанавливается во второй половине ноября, а при наличии осенних дождевых паводков в предзимний период; низший уровень воды достигается в январе-марте.

Основные на реке города (от истока к устью): Верхняя Тура, Нижняя Тура, Верхотурье, Туринск и Тюмень.

Тура является основным источником забора воды для водоснабжения Тюмени. [4]

Запроектированный гидроузел назначен для целей орошения.

Для определения класса гидротехнического сооружения используем два метода:

1. В зависимости от последствий эксплуатации гидроузла.

, м (1)

где - площадь орошения;

- расчетный расход водопотребления, дан в задании ;

– расчетный гидромодуль, .

, га (2)

Вывод: Так как площадь обслуживания сооружениями мелиорируемых земель меньше тыс. га, га, то класс проектируемого сооружения IV (четвертый) [таб. 1.2,2].

2. В зависимости от высоты плотины.

Определяем максимальную высоту по формуле:

, м (3)

где - отметка гребня плотины,

, м (4)

- отметка дна дана в задании, м;

– нормальный подпорный уровень, дан в задании м.

м

,62 м

При условии , класс сооружения будет IV [таб. 1.1, 2].

Класс сооружения принят по самому высокому из ранее принятых. В нашем случае классы совпадают по данным признакам. Окончательно принят IV класс сооружения.

2. Створ гидроузла, состав и рациональная схема компоновки сооружений гидроузла

2.1 Створ гидроузла

Створ гидроузла назначается в соответствии с комплексом условий:

1. Расположение плотины по возможности должно быть в самом узком месте речной долины. Ось плотины должна быть перпендикулярна горизонталям местности и направлению течения реки;

2. При проектировании плотины необходимо провести исследование грунтов, прилегающих к району строительства, которые могут понадобиться при возведении плотины;

3. Необходимо учитывать размеры территории, которая понадобится для размещения постоянных или временных сооружений гидроузла;

4. По возможности учесть прокладку дорожной сети, линию электропередач и связи;

5. Необходимо учесть интересы пользователей данного гидротехнического сооружения и расположить вблизи от водопотребителя;

6. При проектировании необходимо учитывать территорию затопления после начала работы плотины;

7. Средняя глубина водохранилища должна быть не менее 2,5 метров для соблюдения экологических и санитарных требований.

Строим предварительный геологический разрез по створу плотины со стороны нижнего бьефа (Рисунок 1).

Рисунок 1