3. Расчет водосбросов

Водосбросные сооружения предназначаются для сброса воды, поступающей в пруд после его заполнения до НПУ.

Согласно СНиП П-И 3-62 (Сооружения мелиоративных систем. Нормы проектирования) плотины прудов на местном стоке рассчитываются на пропуск весеннего половодья 1%-й вероятности превышения, то есть на паводок, который бывает раз в 100 лет.

Водосброс при плотине проектируется, как правило, в виде водосбросного канала. Кроме того, водосброс может быть в виде трубы, проложенной под плотиной.

Прежде чем приступить к проектированию водосброса, необходимо рассчитать максимальный объем воды весеннего снеготаяния, который необходимо пропустить.

Он рассчитывается по уже известной формуле:

W_1% = 1000 · h_с · F, м³

где: h_с - максимальный (1%-ный) слой стока (h_1%)

h_1% = ·К_1%

где: - норма стока (из задания);

К_1% - модульный коэффициент (приложение 4).

Максимальный расход воды весеннего снеготаяния:

Q_1% = 0.278 · F · А₀, м³/с

где: А₀ - элементарный максимальный сток (для Самарс­кой области А₀ = 2 мм/час);

F - площадь водосбора, км²;

0.278- коэффициент перевода мм/час и км² в м³/с.

Расчетный расход водосброса (Q_расч) с учетом регулирующего влияния водоема:

Q_расч = Q_1% ·(1 - , м³/с

где: Q_1% - максимальный расход весеннего паводка 1%-ный веро­ятности превышения, м³/с;

W_1% - объем стока 1%-ой обеспеченности, м³;

W_РАБ - рабочий объем пруда, м³;

W_РЕГ - объем регулирующей призмы (т.е. объем воды, заклю­ченный между ФПУ и НПУ).

В нашем примере W_РЕГ = 560000 м³ - 420000 м³ = 140000 м³

Определив Q_расч, рассчитывают параметры водосбросного ка­нала. Глубина канала Н принимается равной 1...2 м (или же, при невозможности постройки моста через канал, берется глубина, позволяющая движение через этот канал, ≈ 0.5 м).

Ширина канала определяется по формуле:

В = , м

Расстояние от плотины до начала водосбросного канала в верхнем бьефе - 20...30 м, в нижнем – 40...50 м. Строится канал, как правило, на пологом берегу балки (Рис. 7)

В нашем примере:

1. h_1% = 50.4 мм · 2.89 = 145.6 мм

2. W_1% = 1000 · 20 км² · 145.6 = 2912000 м³

3. Q_1% = 0.278 · 20 км² · 2 мм/час = 11.12 м³/с

4. Q_расч = 0.278 · 20 км² · 2 мм/час – 11.12 м³/с

5. Принимая Н = 1 м получим:

В = , м

Таким образом, параметры водосбросного канала, обеспечивающие надежность плотины, составляют:

ширина по дну – 7.4 м

глубина – 1 м.

Такой водосбросный канал обеспечит пропуск максимального расхода воды даже в самый многоводный год.

ЗАДАНИЕ: Определить расчетный расход водосбросного канала (Q_расч), его глубину и ширину.

Приложение 1.

Гидрологические показатели стока (по картам изолиний)

Район	Коэффициенты изменчивости весеннего половодья, СV	Среднегодовые нормы стока, мм
Клявлинский	0.4	60
Кошкинский	0.4	50
Ставропольский	0.4	50
Шенталинский	0.4	60
Шигонский	0.4	40
Челновершинский	0.4	50
Безенчукский	0.5	40
Богатовский	0.5	50
Борский	0.5	55
Волжский	0.5	45
Исаклинский	0.5	60
Кинельский	0.5	50
Кинель-Черкасский	0.5	55
Красноармейский	0.5	55
Красноярский	0.5	45
Сергиевский	0.5	50
Сызранский	0.5	40
Похвистневский	0.5	60
Алексеевский	0.6	40
Большеглушицкий	0.6	40
Большечерниговский	0.6	40
Нефтегорский	0.6	40
Пестравский	0.6	40
Приволжский	0.6	40
Хворостянский	0.6	40

Приложение 2

3.5

3.0
2.5						При слое стока
2.0						h≤ 10мм
1.5						h=15мм
1.0						h=30мм h=50мм

0 20 40 60 80 100

График для определения поправочного коэффициента к норме весеннего стока, когдаменьше 50 мм

Приложение 3

Поправочные коэффициенты к среднегодовым нормам стока (в случае, когда < 50мм)

S, км2								ħ мм
	10		15		20		25		30		35		40		45		50
10 20 25	3,0 2,9 2,85		2,3 2,25 2,2		2,0 1,9 1,85		1,8 1,75 1,65		1,5 1,5 1,45		1,35 1,35 1,33		1,25 1,25 1,22		1,12 1,12 1,11		1,0 1,0 1,0

Приложение 4

Модульные коэффициенты К_р для вероятности превышения (обеспеченности) весеннего стока Р = 1 % и Р = 85 %

Обеспечен-ность Р %									Cv
	0,1	0,2		0,3		0,4		0,5		0,6		0,7		0,8		0,9		1,0
1 85	1,25 0,88	1,52 0,79		1,83 0,70		2,16 0,60		2,51 0,50		2,89 0,42		3,29 0,34		3,71 0,28		4,15 0,32		4,61 0,16

Приложение 5

Коэффициенты заложения откосов земляных плотин

Грунты	Откосы	Высота плотины, Н м
		5	5…8	9…12
Суглинки	Сухой	2.0	2.0	2.25
	Мокрый	2.0	2.5	3.0
Супеси	Сухой	2.0	2.0	2.5
	Мокрый	2.25	2.5	3.0
Песчаные	Сухой	2.0	2.0	2.5
	Мокрый	3.0	3.0	3.25

Приложение 6

Площадь живого сечения, смоченный периметр и гидравлический радиус трапецеидальных каналов

Глубина наполнения, Н, м	Ширина канала по дну, м
	в= 0,2						в= 0,4						в= 0,8
	ω		Р		R		ω		Р		R		ω		Р		R
	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5
0.20	0.080	0.100	0.764	0.920	0.100	0.110	0.120	0.140	0.964	1.120	0.120	0.130	0.160	0.180	1.164	1.320	0.140	0.140
0.30	0.150	0.195	1.046	1.280	0.140	0.150	0.210	0.255	1.249	1.480	0.170	0.170	0.270	0.315	1.446	1.680	0.190	0.190
0.40	0.240	0.320	1.328	1.640	0.180	0.200	0.320	0.400	0.528	1.840	0.210	0.220	0.400	0.480	1.728	2.040	0.230	0.240
0.50	0.350	0.475	1.610	2.000	0.220	0.240	0.245	0.575	1.845	2.200	0.250	0.260	0.550	0.675	2.010	2.400	0.270	0.280
0.60	0.480	0.660	1.892	2.360	0.250	0.280	0.600	0.780	2.092	2.560	0.290	0.300	0.720	0.900	2.292	2.760	0.310	0.330
0.80	0.800	1.120	2.456	3.080	0.330	0.360	0.960	1.280	2.656	3.280	0.360	0.390	1.120	1.440	2.856	3.480	0.390	0.410
1.00	1.200	1.700	3.020	3.800	0.400	0.450	1.400	1.900	3.220	4.000	0.430	0.480	1.600	2.100	3.420	4.200	0.470	0.500
1.20	1.680	2.400	3.584	4.520	0.470	0.530	1.920	2.640	3.784	4.720	0.510	0.560	2.160	2.880	3.984	4.920	0.540	0.590
1.40	2.240	3.220	4.148	5.240	0.540	0.610	2.520	3.500	4.348	5.440	0.580	0.640	2.800	3.780	4.548	5.640	0.620	0.670

25

Приложение 7

Водообеспеченность посевов центральной (вторая) и южной (третья) зон

Самарской области

Культура	Урожай при ис­пользовании 2% ФАР,ц/га		Эвапотранспи-рация, м3/га		Количество продуктивной влаги, м3/га		Дефициц влаго-обеспеченности, мэ/га		Проектные оро­сительные нор­мы, м3/га
	2	3	2	3	2	3	2	3	2	3
Озимая пшеница
	56,2 56,5		5799 5834		2880 2100		2919 3734		2800 3200
Яровая пшеница	47,4 47,6		4316 4340		2360 1622		1956 2718		1900 3000
Картофель	286 289		5506 5641		2668 1862		2838 3779		2500 -
Овощи	1016 1048		4869 8018		2372 1505		2497 3509		3500 3500
Кукуруза	652 670		6271 6426		2840 2028		3431 4398		3300 3600
Люцерна (зел. масса)	582 596		6988 7132		2880 2100		4108 5032		4700 5000
0днол.травы (зел.масса)	298 300		2887 2902		2075 1420		812 1482		1000 1500
Корнеплоды (сах.свекла)	400 -		6350 -		2800 -		3550 -		3500 -

Рекомендуемая литература

1. Багров, М.Н. Оросительные системы и их эксплуатация: учеб. пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ М.Н. Багров, И.П. Кружилин. − М.: Колос, 1978. − 230 с.

2. Журавлев, Г.И. Гидротехнические сооружения: учебники для сельскохозяйственных техникумов. − М.: Колос, 1979. − 174 с.

3. Костяков, А.Н. Избранные труды в двух томах. − М.: Сельхозгиз, 1961.

4. Курсовое и дипломное проектирование по гидротехническим сооружениям: учебное пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ под ред. В.С. Лапшенкова. − М.: Агропромиздат, 1989. − 448 с.

5. Методические указания к выполнению комплексного курсового проекта по сельскохозяйственной мелиорации ⁄ В.А. Самохвалов, В.Е. Ревин, А.В. Иванов (и др.). − Кинель, 1989. − 165 с.

6. Оросительные системы Среднего Поволжья и их эксплуатация: учеб. пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ В.А. Самохвалов, Г.И. Рабочев, А.Л. Рабочев. − Кинель, 1998. − 78 с.

7. Самохвалов В.А. Сельскохозяйственная мелиорация: методические указания. − Кинель: РИЦ СГСХА, 2006. − 68 с.

8. Самохвалов В.А. Оросительные мелиорации: учеб. пособие . − Самара: РИЦ СГСХА, 2008. − 350 с.

9. Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика. − М.: Стройиздат, 1983. − 543 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………………….3

1. Проектирование пруда и определение режима его работы……………4

   0. 1.1 Выбор места створа плотины……………………………………………4

   1. 1.2 Расчет притока воды в пруд……………………………………………..6

   2. 1.3 Определение объемов пруда и режима его работы…………………….7

   3. 1.4 Оросительная способность водохранилища……………………………12

2. Расчет земляной плотины ……………………………………………….14

   0. 2.1 Определение размеров элементов плотины …………………………..14

   1. 2.2 Составление поперечного и продольного профилей плотины ………15

   2. 2.3 Составление плана основания плотины ……………………………….16

   3. 2.4 Определение объема земляных работ ………………………………….17

3. Расчет водосбросов ………………………………………………………19

Приложения ………………………………………………………………….21

Рекомендуемая литература …………………………………………………26