2.1.2 Бетонная плотина
Отметка гребня для бетонной плотины с вертикальной напорной гранью:
где
– величина запаса для ГТС I
класса.
3 Гидравлические расчеты
Исходными данными для проведения гидравлических расчетов являются: отметки НПУ и ФПУ, расчетные максимальные расходы воды, кривые связи уровней нижнего бьефа и расходов, характеристики грунтов основания.
3.1 Определение ширины водосливного фронта
Расчетный расход воды для основного случая:
где
– максимальный расчетный расход для
основного расчетного случая, принимаемый
при обеспеченности 0,1% для ГТС I
класса.
– допустимый расход через гидроагрегаты
ГЭС при числе гидроагрегатов меньше
шести:
где
– количество гидроагрегатов;
– расход через гидроагрегат.
Ширина водосливного фронта:
где
– удельный расход на водосливе:
где
– удельный расход на рисберме:
где
- допустимая скорость на рисберме
принимаемая в зависимости от грунтов,
слагающих дно реки;
– глубина воды в нижнем бьефе, определяется
по кривой
при
.
Удельный расход на рисберме:
Удельный расход на водосливе:
Ширина водосливного фронта:
Ширина водосливного фронта будет состоят из суммы отдельных отверстий, ширина которых стандартизирована, поэтому допускается увеличение значения водосливного фронта в большую сторону.
где
– стандартная ширина пролета;
– число пролетов.
Толщина быка:
Минимальная ширина быка для разреза составляет 3 м, при глинистом основании разрезается каждый бык.
Ширина водосливного фронта с учетом быка:
3.2 Определение отметки гребня водослива
Рассчитываем криволинейный безвакуумный водослив практического профиля.
По
основной формуле расхода для водосливов
всех типов методом последовательных
приближений определяем напор на гребне
водослива, сначала без учета сжатия и
подтопления –
и с учетом сжатия и подтопления –
.
где
– коэффициент расхода для водослива
безвакуумного профиля [4, раздел 6-4].
где
– коэффициент подтопления [4, раздел
6-3];
– коэффициент бокового сжатия, зависящий
от условий входа, определяют по формуле:
где
– ширина пролета;
– число пролетов;
– коэффициент формы боковых устоев;
– коэффициент, зависящий от расположения
быка в плане;
Напор на гребне водослива без учета скорости подхода потока к водосливу:
где
– коэффициент Кориолиса;
– скорость подхода
воды на водосливе:
где
– толщина быка;
Напор на гребне водослива по формуле (3.10):
Принимаем
стандартное значение
Отметка гребня водослива:
Отметка верха быка:
После
проведения гидравлических расчетов
устанавливаем проектную отметку гребня
плотины, наибольшую отметку из
Отметка гребня плотины:
3.3 Построение профиля водосливной грани
Для построения принимаем профиль оголовка безвакуумного водослива с оголовком типа А по данным Кригера-Офицерова [4, таблица 6-12]. Координаты для построения оголовка приведены в таблице 5, на рисунке 4 показан профиль оголовка водослива.
Также
для сопряжения нижней водосливной грани
с поверхностью водобоя по [4, таблица
6-14], был найден радиус скругления равный
.
Величина радиуса зависит от высоты
плотины
и напора на водосливе
.
Таблица
5 – Координаты для построения оголовка
безвакуумного водослива с оголовком
профиля типа А для напора
|
х |
у |
х |
у |
х |
у |
х |
у |
|
0,00 |
0,63 |
5,00 |
1,28 |
10,00 |
6,18 |
15,00 |
14,12 |
|
0,50 |
0,18 |
5,50 |
1,61 |
10,50 |
6,85 |
15,50 |
15,07 |
|
1,00 |
0,04 |
6,00 |
1,97 |
11,00 |
7,54 |
16,00 |
16,04 |
|
1,50 |
0,00 |
6,50 |
2,38 |
11,50 |
8,27 |
16,50 |
17,03 |
|
2,00 |
0,03 |
7,00 |
2,82 |
12,00 |
9,47 |
17,00 |
18,05 |
|
2,50 |
0,14 |
7,50 |
3,31 |
12,50 |
9,80 |
17,50 |
19,09 |
|
3,00 |
0,30 |
8,00 |
3,82 |
13,00 |
10,61 |
18,00 |
20,16 |
|
3,50 |
0,50 |
8,50 |
4,37 |
13,50 |
11,45 |
18,50 |
21,25 |
|
4,00 |
0,58 |
9,00 |
4,94 |
14,00 |
12,31 |
19,00 |
22,36 |
|
4,50 |
0,99 |
9,50 |
5,54 |
14,50 |
13,05 |
19,50 |
23,49 |
Рисунок 4 – Профиль оголовка безвакуумного водослива