Оценка устойчивости откоса

3.3.4 Оценка устойчивости откоса

Коэффициент устойчивости низового откоса плотины должен удовлетворять следующему условию:

, (24)

Где К_с – коэффициент, зависящий от сочетания нагрузок, равный 1;

К_т – коэффициент метода расчета, равный 1,1;

К_н – коэффициент надежности сооружения равный 1,1;

К_уст = 1,17;

Отношение ;

Таким образом, условие  выполняется: .

Минимальный коэффициент устойчивости больше нормативного, следовательно, низовой откос обладает устойчивостью.

4. ВОДОСБРОСНОЕ СООРУЖЕНИЕ

На глухих плотинах для пропуска излишних паводковых вод, для полезных попусков из водохранилища, а также для спуска воды с целью полного или частичного опорожнения водохранилища устраивают водопропускные сооружения.

Сооружения, устраиваемые при глухих плотинах для сброса излишних паводковых вод, называют водосбросными или водосбросами. Накопленная вода в водохранилище используется в народном хозяйстве на орошение.

4.1 Трасса водосброса

При проектировании трассы водосброса необходимо учитывать ряд требований:

¾  основание сооружений должен служить естественный грунт. Водосброс не должен лежать на насыпном грунте тела плотины;

¾  общая длина водосбросного тракта проектируется по возможности небольшой и прямолинейной;

¾  ось водосбросного тракта целесообразно трассировать по берегам водотока и по возможности перпендикулярно горизонталям;

¾  трасса водосбросного тракта не должна проходить в глубокой выемке;

¾  необходимо обеспечить плавный вход и выход потока.

Трасса водосброса показана на листе 1.

4.2 Компоновка сооружений водосброса

В качестве водосбросного сооружения принят водосброс ковшовый автоматический водосброс КВАТ-3. Данный водосброс рассчитан на расходы воды от 24 до 36 м³/с. Водоприёмная часть выполняется в виде прямоугольного ковша, разработанного в монолитном и сборно-монолитном исполнении. Трубопровод запроектирован из железобетонных труб диаметром 1,4 м. В зависимости от сбросного расхода водосброс включает от одной до четырёх ниток круглых безнапорных труб. Коэффициент сборности сооружения составляет 48…49%. Сброс максимальных расходов происходит при превышении уровня верхнего бьефа (ФПУ) над отметкой порога оголовка (НПУ) для КВАТ-3 0,75 м.

В зависимости от размещения сооружений, расходов, слоя форсировки и числа водоводов применяют ковши прямоугольного и криволинейного очертания. Периметр оголовка ковша, параметры труб и воронки определяются гидравлическим расчётом.

4.3 Гидравлические расчёты

Гидравлические расчеты водосброса трубчатого автоматического с ковшовым оголовком выполнялись следующим образом:

Сначала определялся пропускной расход по формуле:

, м³/с, (25)

где:  - коэффициент расхода трубы, равный 0,5;

 - площадь поперечного сечения трубы, м²;

 - геометрическая высота, м, рассчитывается по формуле:

 м (26)

Площадь поперечного сечения трубы, согласно формуле (25):

 м².

Далее вычислялся диаметр трубы по формуле:

,м

Принимается стандартный диаметр:  мм.

5. водовыпуск-водоспуск

Водовыпуск служит:

1.  Для полезных санпопусков в нижний бьеф;

2.  Для опорожнения водохранилища;

3.  Для частичной промывки водохранилища от наносов.

Водовыпуск в водосбросе ковшового типа является отдельно работающим. Водовыпуск также имеет береговую или русловую компоновку. Гидравлическим расчётом определен диаметр трубы, отметка оси трубы и размеры отводящего канала. Гидравлический расчет водовыпуска произведён в следующем порядке:

Отметка оси трубы определяется по формуле:

, (27)

где d_ст – стандартный диаметр трубопровода, определяется по пропускной способности истечения через систему труб, равный 0,6 м;

 м;

Определена ширина канала по дну В = 0,8 м.

¾  Глубина воды в канале:

, м, (28)

где m – заложение откоса канала, равное 1,5.

Таким образом:

 Þ h = 0,72 м.

¾  Смоченный периметр канала:

м

Гидравлический радиус:

; (29)

Для нахождения гидравлического радиуса найдена площадь живого сечения канала:

(30)

Таким образом:

Тогда:

 м.

Определен коэффициент Шези по формуле Н.Н. Павловского

, (31)

гдеn – коэффициент шероховатости; для суглинка n = 0,025;

y – принимается равным 0,2.

Тогда: .

Рассчитан уклон дна канала:

; (32)

.

6. ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ

Водозаборное сооружение устраивают с целью забора требуемых количеств воды для орошения. Проектируют водозаборы в соответствии с требованиями и положениями нормативных документов (СНиП 2.06.01-86 и ВСН II-14-76). При проектировании водозаборных сооружений рекомендуется соблюдать такую последовательность: собрать необходимую исходную информацию для проектирования (по водоисточнику и водозабору); выбрать местоположение, тип и компоновочное решение водозабора; запроектировать элементы водозабора.

Исходная информация по водоисточнику включает гидрологические данные (сведения о расходах и уровнях воды); данные по твёрдому стоку; сведения о режиме источника в осенне-зимне-весенние периоды; топографические и геологические материалы.

Требования к режиму работы водозабора определяется графиком водоподачи и необходимой степенью осветления потока. Тип водозабора (плотинный или бесплотинный) принимают с учётом условий водотока на основе технико-экономического сопоставления вариантов.

Бесплотинные водозаборные гидроузлы проектируют в том случае, когда уровни воды в реке обеспечивают командование над расчётными уровнями магистрального канала и самотечный водозабор не превышает 20% соответствующих расходов реки при благоприятных топографических условиях (устойчивое русло, прочные берега и др.). Если эти условия не выполняются, то строят плотинные водозаборные гидроузлы или забирают воду с помощью насосов.

При проектировании необходимо учесть, что процент водозабора бесплотинных гидроузлов может быть увеличен устройством водозахватной шпоры (на реках с больши́ми уклонами).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Гидротехнические сооружения / Волков И.М., Кононенко П.Ф., Федичкин И.К. – М., Колос, 1968.

2.  Лапшенков В.С. / Курсовое и дипломное проектирование по гидротехническим сооружениям – М., Агропромиздат, 1989.

3.  Розанов Н.П. / Гидротехнические сооружения – М., Агропромиздат, 1985.

4.  Справочник по гидравлическим расчетам / под редакцией П.Г. Киселева, М., 1972.