- •Методические указания
- •"Земляная плотина с Береговым водосбросом"
- •Состав пояснительной записки
- •1.1 Описание природных условий
- •1.2 Выбор створа и компоновка гидроузла
- •2. Земляная плотина
- •2.1. Определение параметров волн и высоты ветрового нагона воды в водохранилище
- •Исходные данные
- •2.2 Выбор и обоснование типа плотины. Определение класса сооружений гидроузла
- •2.3 Установление основных размеров поперечного профиля плотины
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •2.5. Фильтрационные расчеты земляной плотины
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •2.6. Расчеты устойчивости откосов плотины
- •Исходные данные
- •3. Открытый береговой водосброс
- •3.1. Выбор трассы водосброса
- •3.2. Предварительное определение параметров водосбросных сооружений
- •Исходные данные
- •3.3. Проектирование каналов
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •Исходные данные
- •4. Определяется требуемая площадь поперечного сечения канала , м2
- •3.4. Конструкция сбросного шлюза
- •3.5. Гидравлические расчеты сбросного шлюза
- •Исходные данные
- •1. Расчет пропускной способности
- •2. Расчет сопряжения бьефов
- •3.6. Проектирование быстротока
- •Исходные данные
- •1. Расчет входа в быстроток
- •2. Расчет лотка быстротока
- •3. Расчет выхода из быстротока
- •Литература
2. Земляная плотина
2.1. Определение параметров волн и высоты ветрового нагона воды в водохранилище
При проектировании земляных плотин выполняются расчеты по определению отметки гребня и размеров крепления верхового откоса. Исходными данными для выполнения таких расчетов являются высота ветрового нагона воды ∆hset и параметры волн в водохранилище. В число параметров волн входит высота волны 1% обеспеченности в системе волн h1%, средняя длина волны λm, средний период волны Tm.
Высота ветрового нагона воды и параметры волн должны определяться для двух случаев стояния статических уровней воды в водохранилище:
а) при нормальном подпорном уровне (НПУ), относимому к основному сочетанию нагрузок и воздействий;
б) при форсированном подпорном уровне (ФПУ), относимому к особому сочетанию нагрузок и воздействий.
Значения величин ∆hset и h1%, λm, Tm определяются согласно СНиП 2.06.04-82* [11] в зависимости от расчетной скорости Vw, направления и продолжительности действия ветра, длины разгона волны L, средней глубины водохранилища Hm. При определении значений величин ∆hset и h1%, λm, Tm обеспеченность расчетной скорости ветра следует принимать в зависимости от расчетного сочетания нагрузок и воздействий. При основном сочетании нагрузок и воздействий (НПУ в верхнем бьефе) обеспеченность скорости ветра следует принимать для сооружений I, II классов – 2% (1 раз в 50 лет) и III, IV классов – 4% (1 раз в 25 лет). Для особого сочетания нагрузок и воздействий (при ФПУ в верхнем бьефе) обеспеченность скорости ветра следует принимать для сооружений I, II классов – 20% , для III класса – 30% и для IV класса – 50%.
Высота ветрового нагона воды ∆hset при известной скорости ветра Vw может быть найдена по формуле (СНиП 2.06.04-82* [11])
, (2.1)
где Vw– расчетная скорость ветра, м/с; L– длина разгона волны, м; Hm– средняя глубина воды в водохранилище при расчетном уровне, м; w– угол между продольной осью водохранилища и направлением ветра, град.; kw– коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости ветра по линейной зависимости kw = (0.3 + 0.09·Vw)·10-6 (здесь Vw принимается в м/с).
Средняя высота волны hm , средний период волны Tm, средняя длина волны λm и высота волны 1% обеспеченности в системе волн h1% могут быть найдены по формулам
, (2.2)
, (2.3)
. (2.4)
. (2.5)
Как указывалось выше, значения высоты ветрового нагона и параметров волн должны определяться для двух уровней воды в водохранилище НПУ и ФПУ. Для каждого из этих уровней должны приниматься соответствующие значения расчетной скорости ветра, длины разгона волны и средней глубины воды в водохранилище. В задании на выполнение курсового проекта приведены значения расчетной скорости ветра и длины разгона волны при НПУ в водохранилище (Vw1, и L1) и при ФПУ в водохранилище (Vw2, и L2). Значение средней глубины воды в водохранилище в курсовом проекте следует принять равным 0.6 максимальной глубины воды перед плотиной соответственно при НПУ и ФПУ, т. е.
Hm1 = 0.6·(ZНПУ Zдна), Hm2 = 0.6·(ZФПУ Zдна).
В курсовом проекте следует принять значение угла между продольной осью водохранилища и направлением ветра равным w = 0 град.
Вместо формул (2.2 – 2.6) можно воспользоваться графиками, приведенными в нормах проектирования (СНиП 2.06.04-82* [11]).
Ниже приведен пример расчета по определению высоты ветрового нагона и параметров волн в водохранилище.
Пример 2.1. Определение высоты ветрового нагона и параметров волн в водохранилище.