Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Брестский Государственный Технический Университет

Кафедра сельскохозяйственных гидротехнических мелиораций

Допущен к защите

_____________2002г

_____________Мороз М.Ф

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему:

«Водохранилищный гидроузел в составе плотины из местных материалов, водосброса, водоспуска и водозабора»

Выполнил студент

гр.В-68 Корчагин Е.А.

Принял: Мороз М.Ф.

БРЕСТ 2002

Реферат.

Пояснительная записка / Корчагин Е.А., гр. В-68-Брест, 2002-25-12; 1 листа графической части, 9 таблиц, 3 источника /.

Ключевые слова: грунт, плотина, гребень плотины, водоупор, глубина промерзания, откос, коэффициент заложения, ядро, кривая депрессии, потеря устойчивости, водоспуск, водозабор, водосброс, бьеф, подводящий (отводящий) канал и др. В курсовом проекте ставятся следующие задачи: проектирование грунтовой плотины из местных материалов и водопропускных сооружений. Каждая задача разделяется на несколько параграфов, таких как: общая характеристика природно-климатических условий района строительства, выбор створа гидроузла и компоновка сооружений, проектирование плотины из местных материалов, определение отметки гребня плотины, проектирование поперечного профиля плотины, фильтрационный расчет, статический расчет, расчет и проектирование водозабора, расчет и проектирование водоспуска, расчет и проектирование водосброса, гидравлический расчет подводящего (отводящего) канала, конструктивный и гидравлический расчет водосброса, статический расчет водосброса.

Введение.

Устройство водохранилищ предусматривает решение многих проблем: водных ресурсов не хватает на обеспечение водоемких производств, внутригодовое распределение стока не соответствует внутригодовому водопотреблению, борьба с вредным воздействием воды и т.д. Для устройства водохранилища проектируется гидроузел, в состав которого входит плотина и водопропускные сооружения. Плотина чаще всего проектируется из местных материалов. В состав водопропускных сооружений входят: водозабор, водоспуск, водосброс. Водозабор используют для постоянных пропусков воды в нижний бьеф, водоспуск устраивается для полного опорожнения водохранилища в целях ремонта плотины, или очистки дна водохранилища, водосброс предназначен для сброса излишков воды в период паводков.

Содержание.

Реферат……………………………………………………………………………...

Введение…………………………………………………………………………….

Содержание…………………………………………………………………………

1.0 Общая характеристика природно-климатических условий района строительства……………………………………………………………………….

2.0 Выбор створа гидроузла и компоновка сооружений………………………...

3.0 Проектирование плотины из местных материалов…………………………..

3.1 Определение отметки гребня плотины……………………………………….

3.2 Проектирование поперечного профиля плотины…………………………….

3.3 Фильтрационный расчет……………………………………………………….

3.4 Статический расчет…………………………………………………………….

4.0 Расчет и проектирование водозабора…………………………………………

5.0 Расчет и проектирование водоспуска…………………………………………

6.0 Расчет и проектирование водосброса…………………………………………

6.1 Гидравлический расчет подводящего (отводящего) канала………………...

6.2 Конструктивный и гидравлический расчет водосброса……………………..

6.3 Статический расчет водосброса……………………………………………….

Заключение………………………………………………………………………….

Литература………………………………………………………………………….

1.0 Общая характеристика природно-климатических условий района строительства.

Район строительства гидротехнических сооружений находятся на реке Дитва близ деревни Поречаны.

Река Дитва является правым притоком Немана, длинною около 90 км. Основные притоки: Каменка, Осова, Крупка, Лидея (слева), Радунька, Чернявка (справа). Ширина долины от истока до устья Крупки 1-2,5 км., ниже 0,6-1,1 км. Пойма двухсторонняя, шириной 0,5-1 км. Русло в верхнем течении сильно канализировано, ниже сильно извилистое, ширина от 5 до 25 м. Берега крутые. В половодье среднее превышение уровня над меженным 1-1,8 м. Среднегодовой расход воды в устье 8,2 м³/с. Водосбор 1220 км²., преимущественно на Лидской равнине.

Климат - умеренно континентальный, средняя годовая температура 6,2 ^оС, годовая сумма осадков колеблется от 600 до 650 мм. в год, продолжительность безморозного периода 150-160 суток, глубина промерзания почвы приведена в таблице 1.

Таблица 1. Средняя глубина промерзания почвы в районе строительства (в см.).

область	Месяцы
	XI		XII		I		II		II
	Минеральная почва	Торфяно-болотная осушаемая почва	Минеральная почва	Торфяно-болотная осушаемая почва	Минеральная почва	Торфяно-болотная осушаемая почва	Минеральная почва	Торфяно-болотная осушаемая почва	Минеральная почва	Торфяно-болотная осушаемая почва
Гродненская	7	3	20	8	31	18	38	22	33	18

Таблица 2. Основные характеристики ледового режима реки.

Явления и его характеристики		Неманский гидрологический район
1	2	3
Образование первого льда.	раннее	1-10.11
	в среднем	1-10.12
	позднее	20-31.12
Установление ледостава.	раннее	20-30.11
	в среднем	10-20.12
	позднее	20-31.1
Толщина льда в конце периода нарастания (см).	наибольшая	43-85
	средняя	22-35
	наименьшая	0-15
Весенний ледоход.	раннее	20-28.2
	в среднем	10-20.3
	позднее	10-20.4
Очищение от льда.	раннее	20-28.2
	в среднем	20-31.3
	позднее	10-20.4

В геологическом отношении район строительства представлен следующими грунтами: песок крупнозернистый, супесь мелкая, глина тяжелая. Физико-механические свойства грунтов приводятся в таблице 3.

Таблица 3. Физико-механические свойства грунтов.

Наименование грунта	Мощность	Относительная пористость	Плотность	Объемная масса	Угол внутреннего трения	Сцепление на разрез	Коэффициент фильтрации
	м		кН/м3	кН/м3	град	105Па	м/сут
Торф разложившийся	2,5	0,31	26,2	18,1	39	0,01	40,0
Песок крупнозернистый	6,0	0,38	26,1	15,7	29	0,09	40,0
Суглинок легкий	4,5	0,43	27,0	18,6	20	0,56	0,08

2. Выбор створа гидроузла и компоновка сооружений.

На положение створа плотины оказывают влияние следующие основные факторы:

1) топографические, определяющие длину плотины и ее высоту. При прочих равных условиях створ плотины располагают в наиболее узкой части водотока, нормально к горизонталям, что обеспечивает наимень­ший объем земляных работ;

2) инженерно-геологические, оцениваемые прочностными характе­ристиками грунтов, их напластованием и водопроницаемостью. Боль­шое значение имеет также водопроницаемость грунтов, слагающих ча­шу водохранилища, их взаимное расположение и падение пластов. Нужно подчеркнуть, что инженерно-геологическое строение грунтов, слагающих чашу водохранилища, и основания плотины нередко явля­ется решающим для выбора створа плотины;

3) гидрологические, связанные с решением вопроса о наполнении водохранилища и расходах, сбрасываемых в период половодья или па­водка в нижний бьеф;

4) расположение водосброса, которое существенно сказывается на стоимости узла и оказывает влияние на его эксплуатацию. Наиболее целесообразно выбирать створ плотины одновременно с трассировкой водосброса.

Компоновка гидроузлов включает выбор створа подпорных сооруже­ний, трасс судоходных, рыбопропускных и водосбросных сооружении, площадки для строительства поселков, производственной базы и др. При этом сопоставляют наиболее целесообразные в данных природных усло­виях варианты с определением для каждого из них наиболее рациональ­ного состава, типов и размещения сооружений.

Компоновка гидроузла должна всесторонне учитывать природные, производственно-строительные, общехозяйственные условия района стро­ительства, а также возможность использования существующих транс­портных и других коммуникаций- Особое внимание необходимо уделять геологическому строению участка, изменению бытовых гидрологических и гидрогеологических условий при создании подпора и, в частности, из­менению режима потока в верхнем и нижнем бьефах, заилению наносами водохранилища и переформированию русла реки и берегов в подходах к гидроузлу, подтоплению и заболачиванию территории, сохранению воз­можности разработки природных ресурсов в случае их затопления или подтопления, устойчивости береговых склонов в верхнем и нижнем бье­фах, условиям судоходства и лесосплава, рыбоводству и рыболовству, санитарной обстановке в зоне влияния гидроузла, возможным нарушениям работы систем водоснабжения и мелиорации, влиянию подпора на транспортные связи между берегами в районе гидроузла и водохра­нилища и возможности их улучшения.

Необходимо предусматривать сохранение природных условий (в том числе по возможности сохранять естественную растительность) и улуч­шение ландшафта в створе гидроузла, по трассе деривации, участку рас­положения напорно-станционного узла и в местах, имеющих мемориаль­ное значение.

Планировочные решения, размещение отвалов грунта и карьеров надлежит увязывать с окружающим ландшафтом. Генеральный план гидроузла следует увязывать с проектом развития района, в котором располагаются гидроузел, промышленные объекты, поселки строителей и эксплуатационников и новые жилые образования, с учетом магистра­лей, соединяющих этот комплекс с населенными пунктами, железно­дорожными станциями и портами, предусматривая возможность рас­ширения промышленных и жилых образований, возникающих в районе гидроузла.

При выборе компоновочного решения необходимо обеспечить наи­более рациональные условия производства строительных работ (удобство подъездов к гидроузлу, целесообразную трассировку строительных дорог, благоприятные гидравлические режимы в период пропуска стро­ительных расходов и временной эксплуатации, максимально возможное сбалансирование объемов выемок и насыпей с сокращением благодаря этому объема карьеров, резервов, отвалов и т. п.).

При организации и размещении строительного хозяйства и поселков следует иметь в виду необходимость обеспечения наибольших удобств для жителей и возможность последующего развития промышленного и гражданского строительства. При этом учитывается наличие населен­ных пунктов, объектов стройиндустрии и других предприятий, которые могут быть использованы при строительстве гидроузла, а также рас­положение строительной площадки по отношению к существующим подъездным путям и источникам энергоснабжения.

При сопоставлении вариантов компоновки гидроузла необходимо учитывать сроки и размеры затрат, необходимых по каждому варианту для первоочередного ввода объектов хозяйственного комплекса, а так­же выдачи мощности гидроэлектростанции на неполном напоре.

В водохранилищах, создаваемых с помощью грунтовых плотин, различают три уровня поверхности воды:

а) ФПУ – форсированный подпорный уровень,

б) НПУ – нормальный подпорный уровень,

в) УМО – уровень мертвого объема.

Отметки этих уровней вычисляем с помощью водохозяйственных расчетов:

где: Н₁ = 7,0 м. – глубина воды в верхнем бьефе,

Н₂ = 1,4 м. – глубина воды в нижнем бьефе,

Δh = 2,6 м. – глубина сработки водохранилища,

a – конструктивный запас по высоте плотины (принимаем равным 0,5 м.).

Форма поперечного сечения грунтовой плотины представляет трапецию, большую сторону которой называют подошвой, а меньшую – гребнем.