2 Проектування гідротехнічних споруд

Таблиця 2.1 - Вхідні дані.

d10 , мм	d 60 , мм	d90 , мм	h гр , м	αω , град.	n гi , %	Автодорога
0,012	0,007	0,006	22	19	5	+
Vω , м/с	L, км	d, м	r/h1%	φ , рад.		ρгi кг/м3
20	25	20	0,1	0,63	30	1800
НПР, м	ФПР, м	РМО, м	РНБ, м	Дно, м	Qгес , м3/ч	Qмакс м3/с
406	407	404	387	386	386,88	180

2.1 Вибір типу греблі

Обираємо гранулометричний склад ґрунту з якого буде будуватися гребля по рис.2.1, за діаметрами часток. Так як d₁₀=0,012 мм, d₆₀=0,007 мм, d₉₀=0,006 мм гранулометрічна крива більшою часткою знаходиться у ІV області (рис 2.1) – в області насипних укатаних гребель з дренажем.

Рисунок 2.1 – Номограма для вибору типа гребли

Коефіцієнт різнозернистості ґрунту буде дорівнювати:

Коефіцієнт різнозернистості вказує, що гребля буде однорідною.

2.2 Конструювання профілю греблі

2.2.1 Обрис укосів

Висота гребля (згідно табл.2.1) дорівнює 22 м, оскільки гребля насипна то параметри укосів визначаємо за таблицею Б.1 у додатку Б закладення верхового укосу m_в = 3,1, низового m_н = 3.

2.2.2 Ширина гребня

Мінімальна ширина греблі В_г повинна бути не менше ніж 4,5м. Для розрахунку значення ширини греблі скористаємося табл.Б.4 додатку Б. Розмістимо по одній полосі автомобільного руху в обидва напрямки, по них буде проводиться автомобільний рух невеликої інтенсивності, тому можна закласти автомобільну дорогу IV категорії В_г=19 м.

2.2.3 Відмітка гребня

Піднесення гребеня греблі h_s в випадку НПР та ФПР:

де – кут між продольною віссю водойму і напрямком вітру, град;

V_ω – розрахункова швидкість вітру, м/с;

L – довжина водосховища в напрямку до пануючих вітрів, м;

K _ω – коефіцієнт, що приймається з табл.Б.6, додатку Б;

а – запас піднесення, м;

d – глибина води перед греблею, м.

З табл. Б.6 (додаток Б) визначаємо, що швидкості 20 м/с відповідає значення K _ω = 2,1 ×10^{- 6}. Тоді за (2.3):

Висоту накату вітрових хвиль h_run1% забезпеченістю1% необхідно визначати за формулою:

h_run1%=K_r·K_p·K_sp·K_run ·h_1%, (2.4)

де K_r і K_p – коефіцієнти шорсткості і проникності укосу.

K_sp –коефіцієнт що залежить від верхового укосу та швидкості вітру

K_run - Коефіцієнт що приймається по номограмі в залежності від показника .

h_1% - висота хвилі с забезпеченістю 1%

Виходячи з того, що з таблиці Б.7 (додаток Б) знаходимо значення K_r=0,75,K_p=0,6;

З таблиці Б.8 (додаток Б) для значення кута φ=0,63 (ctg(0,63)=1.37), та V_w=20 м/с визначимо K_sp =1,4;

По рис. Б.1 з додатку Б, знаходимо K_run =2,51.

Знайдемо відношення:

З рис. Б.3. (додаток Б), знаючи значення = знайдемо значення , що дорівнює 0,06.

Висота хвилі і% забезпеченості визначається помноженням середньої висоти хвиль на коефіцієнт k_і, що приймається з графіків Б.3 додатку Б. для величини . Для 1% забезпеченості з рис Б.3, додатку Б визначаємо k_і=2,15.

За номограмою Б.2, додатку Б визначимо:

Середня висота h_d:

Середній період хвиль:

Середня довжина хвиль визначається за формулою:

Висота хвилі 1% забезпеченості дорівнює:

Висота накату вітрових хвиль з забезпеченістю 1% за (2.4) дорівнює:

h_run1%= 0,75·0,6·1,4·2,51·0,97=1,53 м;

Висота піднесення гребеня h_s дорівнює:

При наявності на гребне суцільного парапету розрахованого на вплів хвиль, піднесення його верху над рівнем верхнього б’єфу слід приймати не нижче значення . Піднесення гребня призначають на 0,3 м вище за НПР. Із двох отриманих результатів обираюсь найбільш високу відмітку гребню:

, м; (2.11)

407+ 2,13 = 409,13 м;

, м; (2.12)

406 + 2,13 = 408,13 м;

Обираємо = 409,13 м.

2.2.4 Кріплення укосів

Нижня межа основного кріплення призначається від мінімального рівня спрацювання водосховища на глибині:

;

Так як то кріплення укосів робиться у вигляді кам’яної накидки – несортованого каміння.

Розрахуємо вагу каменю стійкого проти руйнуючої дії хвиль:

де - коефіцієнт для кам’яної накидки 0,025;

- питома вага каменю (24000 Н/м³);

- питома вага води (9810 Н/м³);

- закладення укосу.

Середній діаметр кам’яної кулі:

;

Товщина кам’яної накидки:

м;

Товщина кам’яного мощення [8] розрахуємо за формулою:

Для кріплення низового укосу обираємо посів трав по рослинному шару завтовшки 0,3 м.

Зворотні фільтри під кріпленням укосів, виконаним у вигляді кам'яної начерки, плит з відкритими швами або з наскрізними отворами і т.п., можуть складатися з одного шару різнозернистого матеріалу або двох шарів матеріалів з різними по крупності частинками, а також з штучних водопроникних матеріалів (скловолокна, геотекстилю, мініральної вати та ін.). Матеріал для зворотного фільтру, число шарів і їх товщину вибирають в залежності від виду ґрунту укосу, наявності та складу місцевого матеріалу [9,12].

Графічна побудова конструкції кріплення верхового укосу кам'яною накидкою знаходиться на кресленні.