4. Гідравлічний розрахунок щитової греблі

Розрахунок щитової водозливної греблі проводять для двох розрахункових випадків

1) основного;

2) перевірочного.

4.1. Основний розрахунковий випадок

Довжина водоскидного фронту щитової греблі залежить від прийнятої питомої витрати (витрата на 1п.м.).

Питома витрата залежить від виду грунтів основи за греблею:

• для нескельних основ – 8...10 м²/с;

• для напівскельних і скельних основ – 30...35 м²/с;

Довжина водоскидного фронту щитової греблі

,

- розрахункова повенева витрата для основного розрахункового випадку ( ).

- сумарна промивна витрата донних промивних галерей.

Отримане значення довжини водоскидного фронту ділять на прогони стандартної ширини (таб. 2.1). В водозабірних гідровузлах бажано мати прогони шириною 10...12м.

Приймаємо один прогін 10 м

Із рівняння витрати визначається напір на порозі греблі

м.

- коефіцієнт бокового стиснення;

- коефіцієнт підтоплення;

- глибина води на порозі греблі з боку нижнього б’єфу:

–1,58

- глибина води в НБ при витраті , визначається із графіку для річки.

Величина визначається по таблицям або графікам (рис.6.3.) попередньо приймаємо ;

- швидкість підходу (через незначну величину нею можна знехтувати);

- коефіцієнт витрати, який приймається в залежності від типу водозливу

Визначаємо відмітку порогу щитової греблі

=147,905 – 4,64=143,309 м

Відмітка порогу одного із прогонів щитової греблі, що межує з водозабірною спорудою, ув’язується з відміткою дна донних промивних галерей і приймається не вище останньої (для кращого змиву відкладень наносів у ВБ).

Уточнюємо коефіцієнти і повторно визначаємо напір і

.

Водозлив не підтоплений =1,

Повторно визначаємо напір

Визначаємо уточнену відмітку порогу щитової греблі,

=147,905 – 4,60=143,309 м.

Лід пропускається через козирки щитків висотою

=2,0∙0,48=0,96 м

- максимальна товщина льоду в метрах.

2. Перевірочний розрахунковий випадок

Призначені розміри прогонів греблі повинні забезпечувати пропуск максимальної повеневої витрати розрахункової забезпеченості при відмітці РВ у ВБ, яка б не перевищувала ФПР, за розрахункову приймаємо витрата . Оскільки ФПР невідома, то розрахунок зведено до визначення ФПР.

Визначаємо напір на порозі греблі .

=143,309+5,85=149,159 м

При відомих НПР і ФПР визначається відмітка гребеня земляної греблі, верху прогонної будови бетонних споруд з врахуванням накату вітрової хвилі і нагону води. В КП можна прийняти перевищення відмітки гребеня земляної греблі над відміткою НПР рівним 2...2,5 м.

4.3. Розрахунок спряження б’єфів

Першу спряжену глибину визначаємо по залежності,

− питома витрата води = 29,64

φ − коефіцієнт швидкості φ=0,95

Т₀ − питома енергія потоку

Т₀=↓ФПР −↓дна=149,159−138,380=10,68 м

м.

Друга спряжена глибина

м.

Критична глибина

м.

Глибина водобійного колодязя

При то

При то

=0,76 тоді

м.

Приймаємо =2,6 м

Довжина водобійного колодязя

м, приймаю 26,5 м

м.

Довжина рисберми

Критична швидкість

м/с.

Максимальна придонна швидкість

=(1,25…1,35) =1,25·2,13=2,66

Середня придонна швидкість

=0,85 =0,85·2,5=2,13

Середня швидкість у відвідному руслі, по графіку V=f(h) із завдання

=2,5 м/с

k- коефіцієнт, що враховує вплив гасителів енергії, для водобійного колодязя k=0,31.