2. Гидравлический расчет гравитационной водосливной плотины практического профиля

Гидравлические расчеты и исследования следует проводить на основной и поверочный расчетные случаи.

Исходя из основного расчетного случая на основании технико-экономических расчетов устанавливаются общая длина водосливного фронта, типы, число и размеры поперечных сечений водопропускных сооружений, значения удельных расходов воды, основные параметры сооружений нижнего бьефа.

Поверочные расчеты следует проводить для случая пропуска расхода поверочного расчетного случая при наивысшем технически и экономически обоснованном форсированном подпорном уровне верхнего бьефа.

Другие случаи пропуска расходов воды следует предусматривать схемой маневрирования затворами плотины.

2.1 Выбор удельного расхода на рисберме

Удельный расход может быть определен несколькими методами:

- экономическим;

- по допустимым неразмывающим скоростям на рисберме;

- способом П.И. Гордиенко (применяется на ранней стадии проекти-рования);

- методом К.И. Россинского.

Удельный расход воды, т.е. расход через 1 м ширины «В» водопропускного фронта сооружения является важнейшей характеристикой пропускной способности сооружения, а выбор его значения во многом определяет конструкцию водопропускного сооружения, режимы сопряжения бьефов, конструкцию крепления верхнего и нижнего бьефов и, как следствие, технико-экономические показатели всего гидроузла.

В курсовом проекте удельный расход определяется по допустимым неразмывающим скоростям на рисберме.

q_рис=V_н.р.*h_быт (м²/с) [1]

где:

V_н.р. – допустимая неразмывающая скорость (м/с).

Допустимые неразмывающие скорости для различных типов грунтов сведены в табл. 4.

Допустимые неразмывающие скорости в зависимости от типа грунтов

табл. 4

Типы грунтов	Неразмывающие скорости, (м/с)
Песчаные	2,5…3
Глинистые	3…4
Полускальные	3,5…4,5
Скальные	5 и более

h_быт=_▼Н.Б._Qрас - _▼ДНА – бытовая глубина потока в нижнем бьефе (м) при расчетном расходе. [2]

Рисберма – расположенный за водобоем участок крепления русла. На рисберме происходит уменьшение осредненных скоростей и пульсации скоростей. Рисберму выполняют в виде крепления, постепенно облегчающегося по течению. Обычно крепление устраивают из бетонных плит. Толщину плит в начале рисбермы принимают равной или несколько менее толщины водобоя, в конце рисбермы толщина плит снижается до 0,5-1,5м. В плане плиты прямоугольные или квадратные со стороной от 2 до 20м. Плиты рисбермы имеют дренажные отверстия, под плитами предусматривают обратный фильтр. Концевой участок рисбермы заглубляют с уклоном 1:4-1:6, в результате чего образуется ковш, предназначенный для защиты рисбермы от подмыва. Глубина ковша может быть определена по формулам [3] и [4] для связных и несвязных грунтов соответственно.

Формула Б.И. Студеничникова

h_я.р. = К_р* (м) [3]

где:

К_р – к-т размывающей способности потока, зависящий от относительной длины крепления и бурности потока, принимаемый в урсовом проекте 1,1;

=1,1…1,3 – к-т неравномерности распределения удельного расхода;

= - эквивалентный диаметр агрегатов, на который распадается связный грунт (см. табл. 5).

q – удельный расход на рисберме, определенный по формуле [1].

g=9,81 – ускорение силы тяжести (м/с²).

h_я.р. = К_р* (м) [4]

где:

- допустимая неразмывающая скорость, определенная по табл. 4 (м/с).

После определения глубины ковша выполняется проверка –

h_я.р.≤(2÷3)_*h_быт (м).[5]

Эквивалентный диаметр , мм агрегатов связных грунтов

табл. 5

Грунты	Содержание частиц, % размером, мм		Эквивалентный диаметр , мм, для частиц различных грунтов
	0,005	0,005÷0,05	малоплотных ε>1,2	среднеплотных ε =1,2÷0,6	плотных ε =0,6÷0,3	очень плотных ε =0,3÷0,2
Глины	30-50	50-70	0,15	2	10	50
Тяжелые суглинки	20-30	70-80	0,15	3	10	50
Тощие суглинки	10-20	80-90	0,15	3	10	50
Лессовид-ные в условиях закончившихся просадок	-	-	0,05	1,5	5	20

Примечание: – к-т пористости.