3.1.2 Определение размеров водосливных отверстий и числа пролетов и секций плотины.

Через отверстие пропускается удельный расход воды т.е. расход на 1 м длины отверстия, который определяется по формуле :

q=m*Q*√2*g*H^3/2 (2)

где:

m-коэффициент расхода зависит от формы профиля водослива и от очертания бычков, т.к. в данном курсовом проекте водослив практического профиля m=0,49;

Q=1 - коэффициент затопления ;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

Н- высота водослива, м;

q=0,49*1*√2*9,8*6^3/2 = 2,17*14,7=31,9 м³/с

Определяется ориентировочная суммарная ширина водосливных отверстий по формуле:

Σ_b=Q_b/q

где: (3)

Q_b=2000 м³/с – расход на водосливе;

q – удельный расход воды м³/с;

Σ_b=2000/31,9 ≈ 63 м;

Ширина пролета «b» должна соответствовать стандартным пролетам: 0,4;0,6;0,8;1;1,25;1,5;1,75;2;2,5;3;3,5;4;4,5;5,5;6;7;8;10;12;14;16;18;20;24;30 метров.

Обычно ширина пролета лежит в пределах:

b=(1÷2)H (4)

Определяется ширина отверстий сравнением вариантов в таблице 2.

Таблица 2

Варианты	b, м 8	n 8	Σb=b*n	Недостача м -	Излишки м +	П Принятый вариант римечание
1 7		9	64		6	Отвергнут
2			63		2
3 6		11	66	-	-	Отвергнут

Ширина и количество пролетов выбирается с учетом разрезки плотины на секции.

Секционная разрезка - разрезка на длинные блоки без продольных швов, бетон укладывается на всю ширину профиля плотины от верховой о низовой грани. Достоинства: отпадает необходимость в искусственном охлаждении бетонной кладки до температуры замыкания швов, уменьшается объем опалубочных работ, имеется возможность более широкой механизации работ.

Также в плотине проектируется устой, сопрягающий бетонную плотину с плотиной из грунтовых материалов. Устой предназначен для защиты примыкающей к водосливу земляной плотины или берега от размыва водой, сбрасываемой через водослив; для обеспечения плавного подхода потока к водосливу и плавного его растекания в нижнем бьефе; для предотвращения опасного воздействия фильтрации в зоне примыкания водосливной плотины к земляной плотине или к берегу; для того чтобы служить опорами для затвора и мостов плотины.

Плотины на нескальных основаниях следует разрезать на секции с учетом температурных деформаций обусловленных ожидаемой неравномерной осадкой сооружения.

Расстояние между деформационными швами в зависимости от основания и высоты плотины приведены в таблице 3.

Таблица 3

Тип основания	Высота плотины, м До 50	Длина секции, м	Расстояния между швами , м
			Сквозными	Несквозными
Скальное		10…20	10…20	-
	Свыше 50	50…60	50…60	10…20
Нескальное	Не регламентируется	30…60	30…60	15

В зависимости от принятой величины «b» определяем толщину одиночных и сдвоенных бычков «а» и «а₁», для этого используется соотношение:

а=(0,2…0,25)b при b≤ 10 м; (5)

а=(0,12…0,16)b при b≤ 20 м ; (6)

а=(0,1…0,13)b при b≤ 30 м; (7)

b – ширина отверстия, м

Т.к. принятая ширина отверстий b=10 м, a=(0,2…0,25)b:

a=0,2*10=2 м;

Толщина сдвоенного бычка увеличивается по сравнению с одиночным на 0,5…1 м.

а₁=2+1=3 м;

Определяем фактическую пропускную способность запроектированной плотины.

Вариант 1:

Q=m*n*b*√2*g*H₀^3/2*G* ɛ; (8)

где:

n- количество отверстий;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

m=0,49;

Н₀=Н – высота водослива, м;

G=1 – водослив неподтопленный;

ɛ=1-0,2*ξ*Н/b; (9)

где:

Н – высота водослива, м;

b – ширина отверстий, м;

ξ=0,7 – коэффициент формы бычка;

ɛ=1-0,2*0,7*6/10=0,916;

Q=0,49*8*8*√2*9,8*6^3/2*1*0,916=2001,35 м³/с;

2001,35-2000=1,35 м³/с;

2000 – 100%

1,35 – X %

X=1350/2000=0,67%

Вариант 2:

Q=m*n*b*√2*g*H₀^3/2*G*ɛ ;

где:

n- количество отверстий;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

m=0,49;

Н₀=Н – высота водослива, м;

G=1 – водослив неподтопленный;

ɛ=1-0,2*ξ*Н/b;

ξ=0,7 – коэффициент формы бычка;

ɛ=1-0,2*0,7*6/8=0,98;

Q=0,49*7*9*√2*9,8*6^3/2*1*0,98=1956,7 м³/с;

2000-1956,7=43.3 м³/с;

2000 – 100%

43,3 – X %

X=4330/2000=2,17%

Вариант 3:

Q=m*n*b*√2*g*H₀^3/2*G*ɛ ;

где:

n- количество отверстий;

g=9,78 м/с² – скорость свободного падения;

m=0,49;

Н₀=Н – высота водослива, м;

G=1 – водослив неподтопленный;

ɛ=1-0,2*ξ*Н/b;

ξ=0,7 – коэффициент формы бычка;

ɛ=1-0,2*0,7*6/6=0,98;

Q=0,49*6*11*√2*9,8*6^3/2*1*0,98=2063,8 м³/с;

2063,8-2000=63.8 м³/с;

2000 – 100%

63,8 – X %

X=6380/2000=3,19%

Полученная пропускная способность не должна отличаться от требуемой более, чем на 5 %.

Исходя из этих условий подходит вариант 1: b = 10 м, n = 6.