Водохранилищный гидроузел с грунтовой плотиной

Автор: Пользователь скрыл имя, 29 Августа 2011 в 06:54, курсовая работа

Описание работы

Целью данной расчетно-графической работы является проектирование водохранилищного гидроузла с грунтовой плотиной.

Общий комплекс гидротехнических сооружений, объединенных по расположению и условиям их совместной работы, называется гидроузлом. В зависимости от назначения различают виды гидроузлов: водозаборные, воднотранспортные, энергетические, ирригационные и другие. Гидроузлы бывают комплексные. Речные гидроузлы называются напорными (или плотинными), если они создают подпор на реке и безнапорными, если подпор отсутствует.

Работа содержит 1 файл

ГТС_1.doc

— 342.00 Кб (Скачать)

Hд = ÑГДП - ÑДна = 148,80 147,62 = 1,18 м.

      С  целью  повышения  устойчивости  низового  откоса принимаем высоту 3 м, тогда:

ÑГДП = ÑДна + Нд = 147,62 + 3 = 150,62 м.

 Пойменный дренаж горизонтальный трубчатый. Выполнен из асбестоцементных перфорированных труб,

диаметром 200 мм.

Отводящий трубопровод  100 мм.

      Глубина заложения дренажа в тело

плотины определяется: 

                  Sd = (1/6…1/8)Bпл, м       (13) 

      где Впл ширина плотины. Вычисляется по следующей формуле: 

                              Впл = В + Нпл(m1 + m2), м   (14) 
 

     Так как высота плотины в сечениях изменяется, то изменяется и ширина плотины, а, следовательно, меняется глубина заложения дренажа в тело плотины. Принимаем глубину заложения дренажа в тело плотины равной:   

         Sd = (1/7)Bпл                                 

     Главным недостатком дренажа является возможность возникновения фильтрационных деформаций грунта тела плотины и основания. Для борьбы с фильтрационными деформациями применяют обратные фильтры.

     Обратный  фильтр это устройство, предотвращающее вымыв мелких частиц грунта. Благодаря обратным фильтрам скорость фильтрационного потока сокращается. Они оберегают дренажные системы от попадания частиц грунта. Обратный фильтр устраивается на контакте дренажа и дренируемого тела и основания плотины.  
 

      3.2 Фильтрационные расчеты 

      3.2.1 Задачи и методы расчета 

      К задачам фильтрационных расчетов можно отнести:

- определение  общего фильтрационного расхода  через тело плотины и основание;

- построение  депрессионной поверхности фильтрационного  потока;

- проверка  общей фильтрационной прочности  грунта тела плотины.

      Методы, которыми решаются данные задачи следующие:

- гидравлические;

- гидромеханические;

- экспериментальные  методы.

      В курсовом проекте в основу фильтрационных расчетов положен гидравлический метод. 

      3.2.2 Расчетные схемы и способы  расчета 

      В расчетах используется гипотеза академика Н.Н. Павловского о независимости фильтрации в теле плотины и ее основании: Q = qтела + qоснов.

      При использовании гипотезы делается ряд  допущений:

- рассматривается  плоская схема фильтрации;

- водоупор  принимается плоским, горизонтальным  и абсолютно водонепроницаемым;

- грунт  тела плотины и основания считается  однородным и изотропным;

- слой воды в нижнем бьефе считается равным нулю;

- положение  кривой депрессии не зависит от вида и фильтрационных свойств грунта тела плотины. Определяется оно положением уровней воды в бьефах и геометрическими размерами тела плотины.

      Осуществляем выбор расчетной схемы. Для этого проводим ряд операций:

- разбиваем продольный профиль плотины на 3 части: русловую и 2 пойменные;

- в каждой из частей проводим сечение. Сечение I проводится в самой глубокой точки русловой части. В каждом сечении должен быть уровень воды в верхнем бьефе;

- составляем расчетную схему.

      При расчете рассматриваем наполнение водохранилища до НПУ. 

      3.2.3 Депрессионная поверхность фильтрационного потока 

      Для расчета координат депрессионной  кривой необходимо иметь следующие исходные данные:

      Сечение I-I:

      - высота плотины в сечении: Н = ÑГП - ÑПЗ = 160,55147,62 =12,93 м.

      - коэффициент заложения откосов: m1 = 3,0, m2 = 2,0, m3 = 1,5, m2 = m4 = 2,0; hд = 3,0 м.

      - глубина воды в верхнем бьефе: Н1 =ÑНПУ-ÑПЗ=158,2 147,62=10,58 м.

      - глубина воды в нижнем бьефе:  Н2 = 0.

     - расстояние от оси Y до дренажа: Lр = L+L = βН1 + m1d + В + m2(H1+d-hд) - m3hд = (0,43×10,58)+3×2,35+10+2(10,58+2,35-3)-1,5×3 = 45,96 м.

     - β= m1/(2 m1+1)=0,43, d=2,35

      - коэффициент фильтрации тела плотины: Кф = 0,02 м/сут.

     - qт= Кф12/2(Lр+lдр)), lдр=0. qт=0,02 (10,582/(2×45,96)) = 0,024 м3/сут.

     - y=( Н12-(2 qт/ Кф)х)1/2, где х задается от L = 4,55 до Lр = 45,96 

Сечение II-II:

     - высота плотины в сечении: Н = 160,55 153,2 = 7,35 м.

     - глубина воды в верхнем бьефе: Н1 = 158,2 153,2 = 5,0 м.

     - глубина воды в нижнем бьефе:  Н2 = 0.

     - коэффициент заложения откосов:  m1 = 3,0, m2 = 2,0

     - β= m1/(2 m1+1)=0,43, d=2,35

     - расстояние от оси Y до дренажа: Lр =L+LН1+ m1d + В + Н1×m2- Sd.

        Для вычисления Sd необходимо вычислить ширину плотины по

       формуле (14): Впл = В + Н(m1 + m2) = 10 + 7,35(3+2) = 46,75 м. Теперь по формуле (13): Sd = (1/7)Впл = (1/7)46,75 = 6,68 м. Следовательно:

        Lр = (0,43×5) + 3×2,35 +10+10 - 6,68 = 22,52 м.

     - коэффициент фильтрации тела  плотины: Кф = 0,02 м/сут.

     - qт= КфН12/2Lр. qт=0,02×52/(2×22,52) = 0,011 м3/сут.

     - y=(Н12-(2 qт/ Кф)х)1/2, где х задается от L = 2,15 до Lр = 22,52 
 

      Сечение III-III:

     - высота плотины в сечении: Н = 160,55 152 = 8,55 м.

     - глубина воды в верхнем бьефе: Н1 = 158,2 152 = 6,2 м.

     - глубина воды в нижнем бьефе:  Н2 = 0.

     - коэффициент заложения откосов:  m1 = 3,0, m2 = 2,0

     - β= m1/(2 m1+1)=0,43, d=2,35

     - расстояние от оси Y до дренажа: Lр =L+LН1+ m1d + В + Н1×m2- Sd.

        Для вычисления Sd необходимо вычислить ширину плотины по

       формуле (14): Впл = В + Н(m1 + m2) = 10 + 8,55(3+2) = 52,75 м. Теперь по формуле (13): Sd = (1/7)Впл = (1/7)52,75 = 7,54 м. Следовательно:

        Lр = (0,43×6,2) + 3×2,35 +10+10 - 7,54 = 22,18 м.

     - коэффициент фильтрации тела  плотины: Кф = 0,02 м/сут.

     - qт= КфН12/2Lр. qт=0,02×6.22/(2×22,18) = 0,017 м3/сут.

     - y=(Н12-(2 qт/ Кф)х)1/2, где х задается от L = 2,67 до Lр = 22,18 

      Координаты  депрессионной кривой приведены в приложении А, Б, В. Кривые депрессии представлены на рисунке 4. 
 

3.2.4 Фильтрационный  расход 

      Фильтрационный  расход складывается из удельных фильтрационных расходов тела плотины (qтi) и ее основания (qоi): 

                              qi = qтi + qоi , м2/сут    (15) 

      Удельный  фильтрационный расход основания плотины  находится по формуле:

                              q0 = , м2/сут   (16)

      где  K0 осредненный коэффициент фильтрации грунтов основания;

            Т толщина водопроницаемого слоя основания;

            Bпл ширина плотины в сечении по основанию;

            n поправочный коэффициент, зависящий от ширины плотины в

        сечении и от толщины водопроницаемого слоя; 

Для сечения I-I

     Ko = (Kmax ×Kmin)1/2, Kmax= (К1×T12×Т2)/(Т12)

                        Kmin = (Т12)/ (Т1122)                 

     Kmax= (0,02×3,2+3,5×9)/(3,2+9)=2,59 м/сут

     Kmin =  (3,2+9)/ (3,2/0,02+9/3,5) = 0,075 м/сут                

     Ko =(2,59×0,075) = 0,44 м/сут

     Т = 3,2+9=12,2 м

     Н = 12,93 м, Н1 = 10,58 м, Н2 =0

     Впл = 10+ 12,93×5 = 74,65 м

     Впл /Т = 74,65/12,2 = 6,12, n=1,18

     q0 = 0,44×12,2(10,58/1,18×74,65) = 0,645 м2/сут

     qт= 0,024 м3/сут

     qI-I = 0,645+0,024=0,669 м2/сут

 

Для сечения II-II

     Ko = 0,02 м/сут

     Т = 7,2 м

     Н = 7,35 м, Н1 = 5 м, Н2 =0

Информация о работе Водохранилищный гидроузел с грунтовой плотиной