7. Расчет водосливной плотины

   1. Данные для расчета

На гребне плотины с заданной отметкой z_гр установлены затворы (щиты), которые при пропуске паводка полностью подняты. Ширина реки по урезу в створе плотины В_р=520 м. Толщину бычков на гребне плотины принять t=2,0-2,5 м, а ширину пролета b≤8 м. Скорость подхода на реке не учитывать. Профилирующий напор Н_пр принять равным Н_пав. Расход Q_пав=4400 м³/с; Отметка горизонта перед плотиной при пропуске паводка ПУПВ = 6,1; Отметка гребня плотины z_гр = 3,1; Отметка подошвы плотины Д= минус 3,9;

Определить:

1) Количество пролетов n_пр из условия пропуска паводка Q_пав при заданной отметке ПУПВ с учетом размещения их в створе плотины (Впл<Вр).

2) Построить профиль водосливной плотины в масштабе и показать в нем внешнее очертание струи.

3) Выяснить форму сопряжения в НБ при пропуске расхода Q_пав.

2. Определение ширины одного пролета плотины

Прежде всего выберем профиль плотины. В данном случае принимаем плотину с безвакуумным профилем, очерченным по координатам Офице­рова-Кригера. Коэффициент расхода m=0,49.

Определяем профилирующий напор перед плотиной :

где - ПУПВ – отметка подпёртого уровня паводковых вод (max отметка возможная в водохранилище).

Определяем высоту плотины:

Принимаем скорость подхода перед плотиной V₀ = 0 , тогда полный напор равен H₀ = H_пр.

Теперь найдем ширину одного пролета b при расходе , используем метод подбора. В формуле , где . Выбирем полуцилиндрическую форму устоев и бычков , следовательно, а=0,11. Все, что содержит b переносим в одну часть, а другую вычислим

,

Принимаем количество пролетов n=51,

и подбираем b так чтобы две части равнялись. Следовательно b=7,89 м.

Определим общую ширину водосливного фронта:

Вв=n*b=51*7,89=402,39м.

Полученная ширина плотины В_п меньше ширины реки В_р ()

3. Построение профиля водосливной плотины

Построение профиля водосливной плотины производится по координатам Офицерова – Кригера и в нашем случае для формы А:

x	y
	Очертание кладки	Очертание струи
0,00	0,126	-0,831
0,10	0,036	-0,803
0,20	0,007	-0,772
0,30	0,000	-0,740
0,40	0,007	-0,702
0,60	0,060	-0,620
0,80	0,147	-0,511
1,00	0,256	-0,380
1,20	0,393	-0,219
1,40	0,565	-0,030
1,70	0,873	0,305
2,00	1,235	0,693
2,50	1,960	1,500
3,00	2,824	2,500
3,50	3,818	3,660
4,00	4,930	5,000
4,50	6,220	6,540

Тут координаты даны для напора равного единице и для построения нашего профиля необходимо все координаты таблицы умножить на наш напор, т.е. :Нижняя часть плотины сопрягается с дном при помощи кривой с сопрягающим радиусом r=0,5P.Профиль плотины представлен в приложении 5.

x	y
	Очертание кладки	Очертание струи
0	0,378	-2,493
0,1	0,108	-2,409
0,2	0,021	-2,316
0,3	0	-2,22
0,4	0,021	-2,106
0,6	0,18	-1,86
0,8	0,441	-1,533
1	0,768	-1,14
1,2	1,179	-0,657
1,4	1,695	-0,09
1,7	2,619	0,915
2	3,705	2,079
2,5	5,88	4,5
3	8,472	7,5
3,5	11,454	10,98
4	14,79	15
4,5	18,66	19,62