2. Расчет сопряжения бьефов

Уровень в ВБ равен НПУ=244м, а УНБ=229 м, определяется по кривой связи Q=f(h).

При включении всей батареи в НБ сбрасывается м³/с. Глубина в НБ в этом случае равна h_НБ=УНБ-=232,5-227=5,5 м.

Глубина воды в сжатом сечении находится по зависмости:

φ=0,95 – коэффициент скорости;

р=244-227=17– высота водослива;

– ширина потока в сжатом сечении;

Для определения глубины воды в сжатом сечении требуется решить это уравнение методом последовательных приближений.

=0,89м

Сжатая глубина принимается равной первой сопряженной () и определяется вторая сопряженная глубина

где — критическая глубина, определяемая по формуле

Q м3/с	hc, м	hкр, м	h'', м	hНБ, м	h''-hНБ, м
545,9	0,89	2,07	7,44	5,5	1,94

h''-h_НБ=1,94м – отогнанный гидравлический прыжок. Для того, что бы бьефы сопрягались в форме затопленного гидравлического прыжка, требуется искусственно затопить его при помощи гасителей энергии.

В качестве гасителя кинетической энергии выбираем водобойный колодец.

Расчет водобойного колодца:

Глубина водобойного колодца определяется как

(2.15)

где - перепад, образующийся при выходе потока из колодца в НБ. На практике величинойможно пренебречь, выполняя расчет с "запасом".

Толщина водобойной плиты:

Vс- скорость в сжатом сечении;,

м

Длина гидравлического прыжка

Длина водобойного колодца принимается равной 27м. Толщина водобойной плиты 3,0 м, глубина колодца 2,0м.

3. Определение длины крепления русла за водосбросной плотиной

Во избежание разрушения дна русла за плотиной, дно и берега русла покрываются специальным креплением, которое состоит из водобоя и рисбермы.

Общая длина крепления при сопряжении бьефов в донном режиме определяется по формуле:

Длина рисбермы:

Ширина рисбермы:

За горизонтальным участком рисбермы для защиты ее от подмыва устраивается концевое крепление в виде ковша. Глубина ковша отсчитывается от уровня воды в НБ при пропуске расчетного расхода и определяется по зависимости:

- удельный расход;

V₀₁=1,5м/с – допускаемая неразмывающая скорость для засыпки ковша (галька крупностью 30÷100 мм);

χ=1,2 – коэффициент неравномерности распределения удельного расхода;

k_р=1,1 – коэффициент, зависящий от условий схода потока с рисбермы.

2. Конструирование тела плотины и ее элементов

   1. Проектирование поперечного профиля плотины

Элементы поперечного профиля плотины:

-криволинейный участок;

-наклонная напорная грань;

-прямолинейный участок;

- сопрягающая поверхность водобоя с прямолинейным участком.

Определение отметки гребня земляной плотины.

Возвышение гребня плотины над расчетным уровнем воды в верхнем бьефе:

,

где - ветровой нагон воды в верхнем бьефе;

Принимается, что

,

где -коэффициент, принимаемый по табл.4.2[1];

=18м/с-расчетная скорость ветра на высотенад поверхностью водоема;

-длина разгона волны;

-ускорение свободного падения;

-глубина воды в верхнем бьефе при расчетном уровне;

-запас возвышения гребня плотины.

- высота наката на откос волн обеспеченностью;

где и- коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса;

-коэффициент, принимаемый по графику [1,рис. 4.4] в зависимости от соотношения=>.

по табл. 4.3[1];

-коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости ветраи заложения верхового откоса, по табл. 4.4[1];

-высота волны- ной обеспеченности;

,

2,15

где - коэффициент, определяемый по графику [1,рис. 4.5];

-средняя высота волны, которая зависит от безразмерных величин и ,

где - расчетная скорость ветра на высотенад поверхностью водоема;

-длина разгона волны;

-непрерывная продолжительность действия ветра (при отсутствии данных принимается).

По графикам 4.6[1] определяются значения величин:

=>,.

=>,.

Из найденных значений ивыбираются меньшие значения и по ним определяются средняя высота волныи средний период волны:

;

.

Средняя длина волны :

;

Отметка гребня плотины равна:

.