З М І С Т

Вступ 2

1. Компоновка гідроспоруд в складі гідровузла 3

2. Вибір створу гідровузла 3

3. Визначення класу капітальності земляної греблі 3

4. Земляна гребля. Визначення основних розмірів і проектування поперечного перерізу 3

4.1. Закладання укосів греблі 3

4.2. Гребінь греблі 4

4.3. Визначення відмітки верха греблі 4

4.4. Кріплення укосів 7

4.4.1. Кріплення верхового укосу 7

4.4.2. Кріплення низового укосу 7

4.5. Дренажне обладнання 7

4.6. Вибір і обгрунтування виду земляної греблі 8

4.6.1. Протифільтраційне обладнання в тілі греблі і її основі 8

4.6.2. Конструкція греблі 8

4.6.3. Побудова греблі на плані 8

4.7. Фільтраційні розрахунки земляних гребель 9

4.7.1. Розрахунок фільтрації через неоднорідну греблю на водонепроникній основі 9

4.8. Розрахунок фільтраційної міцності земляних гребель 9

4.9. Розрахунок стійкості низового укосу 10

5. Водоскидна споруда. Розрахунок і проектування баштового водоскиду 11

5.1. Гідравлічний розрахунок водоскиду 11

5.1.1. Башта водоскиду 13

5.2. Водовідвідна труба 13

5.3. Відвідний канал 14

5.4. Водобійний колодязь 15

Вступ

Метою курсового проекту є проектування земляної греблі з водоскидною спорудою. Земляна гребля влаштовується з місцевого матеріалу і підпору води в річці. Вода в новоутвореному водосховищі буде використовуватись для господарського і питного водопостачання. Для зведення земляної греблі можуть бути використані всі види наскельного грунту.

В даному курсовому проекті до складу споруди входять земляна гребля з середнього піску, баштовий водоскид, донний водовипуск, горизонтальна водовідвідна труба, водобійний колодязь і відвідний канал.

Баштовий водоскид автоматичної дії призначений для скидання з водосховищ повеневих витрат. Донний водоспуск призначений для пропуску невеликих витрат. З допомогою водовідної труби вода скидається з башти у нижній б’єф. Водобійний колодязь влаштовується для спряження води, яка витікає з водоскидної споруди. Відвідний канал з’єднує кінцеві споруди і відвідне русло річки.

1. Компоновка гідроспоруд в складі гідровузла

В цілому розміщення гідроспоруд виконують на основі техніко-економічного порівняння варіантів розташування а також на основі техніко-економічного порівняння варіантів розташування а також на основі порівняння умов найбільш оптимального використання водосховища.

В даному курсовому проекті до складу гідровузла входять:

1. земляна гребля з крупного піску;

2. баштовий водоскид із розрахунковою витратою 22,6 м³/с;

3. горизонтальні водовідвідні труби;

4. водобійний колодязь;

5. водовідний канал;

6. водовипуск.

Компоновку гідроспоруд див. на плані рис.1.

2. Вибір створу гідровузла

В курсовому проекті вибираємо створ гідровузла, який розміщується в найбільш вузькій частині річкової долини. По можливості вісь греблі повинна бути нормальна тобто перпендикулярна до загального напрямку річкової долини і течії річки.

На рис.2 зображено геологічний переріз долини річки в створі греблі.

3. Визначення класу капітальності земляної греблі

Всі гідротехнічні споруди поділяються на класи капітальності. Всього є чотири класи. У відповідності з класом капітальності призначається коефіцієнт надійності роботи, умов роботи, сполучення навантажень.

В курсовому проекті клас капітальності визначається:

1. від висоти споруди;

2. за видом грунту основи.

Висота земляної греблі визначається за формулою:

Н_гр=↓НПР-↓_{дна річки}+(2...2,5), м

Н_гр=576,5-560,9+2,2=18,1 (м)

4. Земляна гребля. Визначення основних розмірів і проектування поперечного перерізу

Гребля це водопідпірна ГТС призначена для підйому води для створення водосховищ, яка потім використовується в різних цілях.

4.1. Закладання укосів греблі

В курсовому проекті закладання укосів греблі залежить від виду грунту греблі і її висоти. Верховий укос – 3,0. На низовому відкосі в зв’язку з висотою греблі будуємо греблю через 8 м від відмітки гребеня. Коефіцієнт закладання укосу до берми – 2,5, після берми – 2,75.

4.2. Гребінь греблі

Ширина гребеню греблі визначається в залежності від умов виконання робіт і експлуатації. В курсовому проекті приймемо, що гребінь буде використано для проїзду автотранспорту і для проектування дороги.

Ширина земляного полотна b_зп=12,0 м; ширина проїзджої частини b_пч=7,0 м; ширина обочини b_бок=2,5 м.

Для забезпечення стоку атмосферних опадів гребінь виконується двосхилим з поперечним похилом від осі.

Вздовж проїзджої частини на обочинах з інтервалом 2,0 м встановлюються надовбні висотою 0,8...1,0 м.

Основні розміри земляного полотна і конструкція гребеню греблі зображена на рис.3.

4.3. Визначення відмітки верха греблі

Відмітка форсованого підпірного рівня розраховується за формулою:

↓ФПР=↓НПР+Н_ф

де: Н_ф – висота шару форсування, визначається в залежності від максимальної скидної витрати.

↓ФПР=576,5+0,6=577,1 (м)

Перевищення гребеня греблі h_s визначається за залежністю:

h_s=h_run1%+Δh_set+α

де: h_run1% - висота накату вітрових хвиль забезпеченістю 1%, м;

Δh_set – вітровий нагін води у верхньому б’єфі, м;

α – запас підвищення гребеня, м.

↓НПР=576,25 м; V_4%=11,5 м/с; L=2700 м; t=21600 с.

d₁=↓НПР-↓_{дна річки}

d₁=576,25-560,9=15,35 (м)

По безрозмірним значенням та і кривій необхідно визначити значення та і за меншими їх значеннями визначаються середня висота h, м і середній період хвиль Т, с.

Середня довжина хвилі знаходиться за формулою:

λ_4%=(gT²)/2π

Висоту хвилі 1% забезпеченості визначаємо за формулою:

h_1%=k_1%ּh_4%

де: ּh_4% - середня висота хвилі, м;

k_1% - коефіцієнт, що приймається по графіку для безрозмірного значення

h_1%=2,12ּ0,32=0,68 (м)

Отже, h_1%<1 м, то кріплення верхового укосу будемо здійснювати за допомогою кам’яного накиду.

Висота накату на укіс хвилі забезпеченістю 1% по накату визначається за залежністю:

h_run1%=K_rּK_pּK_spּK_runּh_1%

Значення K_r та K_p знаходяться в залежності від конструкції кріплення укосу (кам’яний накид).

Значення K_sp знаходиться в залежності від закладання верхового укосу і розрахункової швидкості вітру.

K_run – коефіцієнт, що приймається в залежності від пологості хвилі і котангенса кута нахилу укоса до горизонту.

K_r=0,8; K_p=0,7; K_sp=1,1; K_run=1,2

h_run1%=0,8ּ0,7ּ1,1ּ1,2ּ0,68=0,5 (м)

Висота вітрового нагону знаходиться підбором по залежності:

, м

Перевищення гребеня греблі по першому розрахунковому випадку:

h_s1=h_run1%+h_set+a

h_s1=0,05+0,05+0,5=1,05 (м)

Відмітка гребеня греблі по І-ому розрахунковому випадку розраховується за формулою:

↓Г_рГ₁=↓НПР+ h_s1

↓Г_рГ₁=576,25+1,05=577,35 (м)

Другий розрахунковий випадок:

↓ФПР=577,1 м; V_50%=5,3 м/с; L₂=L₁+0,1L₁=2700+0,1ּ2700=2970 м; t=21600 с.

d₂=↓ФПР-↓_{дна річки}

d₂=577,1-560,9=16,2 (м)

По безрозмірним значенням та і кривій необхідно визначити значення та і за меншими їх значеннями визначаються середня висота h, м і середній період хвиль Т, с.

Середня довжина хвилі знаходиться за формулою:

λ_50%=(gT²)/2π

Висоту хвилі 1% забезпеченості визначаємо за формулою:

h_1%=k_1%ּh_50%

де: ּh_4% - середня висота хвилі, м;

k_1% - коефіцієнт, що приймається по графіку для безрозмірного значення

h_1%=2,15ּ0,126=0,27 (м)

Отже, h_1%<1 м, то кріплення верхового укосу будемо здійснювати за допомогою кам’яного накиду.

Висота накату на укіс хвилі забезпеченістю 1% по накату визначається за залежністю:

h_run1%=K_rּK_pּK_spּK_runּh_1%

Значення K_r та K_p знаходяться в залежності від конструкції кріплення укосу (кам’яний накид).

Значення K_sp знаходиться в залежності від закладання верхового укосу і розрахункової швидкості вітру.

K_run – коефіцієнт, що приймається в залежності від пологості хвилі і котангенса кута нахилу укоса до горизонту.

K_r=0,8; K_p=0,7; K_sp=1,1; K_run=1,5

h_run1%=0,8ּ0,7ּ1,1ּ1,5ּ0,27=0,26 (м)

Висота вітрового нагону знаходиться підбором по залежності:

, м

Перевищення гребеня греблі по першому розрахунковому випадку:

h_s1=h_run1%+h_set+a

h_s1=0,26+0,0011+0,5=0,7611 (м)

Відмітка гребеня греблі по 2-ому розрахунковому випадку розраховується за формулою:

↓Г_рГ₂=↓ФПР+ h_s1

↓Г_рГ₂=577,1+0,7611=577,86 (м)

Порівнявши відмітки гребеня греблі по двом розрахунковим випадкам, вибираємо найбільше значення: ↓Г_рГ=577,86 м (другий розрахунковий випадок).

Висота греблі розраховується за формулою:

h=↓Г_рГ-↓_дна

h=577,86-560,9=16,96 (м)

Будівельне підняття:

Δh_буд=0,001h^1,5

Δh_буд=0,001ּ16,96^1,5=0,07 (м)

Повна будівельна висота греблі складає:

h_буд=h+ Δh_буд

h_буд=16,96+0,07=17,03 (м)