Проектирование плотины в Крыме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ ДП.5.092604.031.018.ПЗ       ПШЕНИЦЫНОЙ ЕЛЕНЫ АЛЕКСАНДРОВНЫ     2010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 Введение……………………………………………………………………

1        Общая часть…………………………………………………………………

1.1     Естественные и хозяйственно-строительные условия …………………..

1.1.1  Местоположение объекта  …………………………………………………

1.1.2  Климат ………………………………………………………………………

3. Гидрологические условия …………………………………………………
4. Инженерно – геологические условия ……………………………………

2        Водохозяйственный расчет………………………………………………...

3. Компоновка сооружений…………………………………………………..
4. Грунтовая плотина …………………………………………………………
1. Проектирование поперечного профиля грунтовой плотины……………
1. Определение отметки гребня плотины и её высоты……………………..
2. Проектирование гребня плотины…………………………………………
3. Проектирование откосов плотины………………………………………...
4. Проектирование дренажа…………………………………………………..
5. Проектирование противофильтрационных устройств…………………...
6. Проектирование сопряжения тела плотины с основанием и берегами…
2. Расчет плотины на фильтрацию……………………………………………
3. Расчет низового откоса на устойчивость………………………………….
5. Наполняющий водовод…………………………………………………….
6. Водовыпускное сооружение……………………………………………….
1. Выбор типа и конструкции водовыпуска…………………………………
2. Гидравлический расчет водовыпуска……………………………………..
3. Расчет пруда на опорожнение……………………………………………..

7        Организация производства работ по строительству гидроузла.

         Объемы    работ …………………………………………………………….

8        Сметная стоимость строительства…………………………………………

9        Охрана труда при производстве строительных работ……………………

10      Техническая эксплуатация гидроузла……………………………………..

11      Охрана окружающей среды………………………………………………..

12      Экономическая эффективность……………………………………………

   Список используемой литературы………………………………………...

    Приложение…………………………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

 

1. Естественные и хозяйственно-строительные условия

 

1. Местоположение объекта

 

Наливной  пруд оросительной системы располагается  в 300 м севернее

с. Танковое Бахчисарайского района. В низовье  безымянной балки правого склона долины р. Бельбек. Село Танковое связанно асфальтированной дорогой Бахчисарай – Ялта с районным центром. Ближайшая  железнодорожная станция Бахчисарая находится в 20 км от с. Танковое.

 

2. Климат

 

Температура.

Самый теплый месяц – июль-август, самый  холодный – январь-февраль. Наибольшая среднегодовая температура +11,3°С, наименьшая -9°С. Абсолютная амплитуда колебания температуры 70 (наибольшая +39°С, наименьшая -31°С). Величина безморозного периода 154 дня. По средним многолетним данным первый заморозок осени 9.09.

 

Осадки.

Количество  осадков колеблется в пределах 400-700мм. Норма осадков для створа пруда  составляет 580мм, годовая сумма осадков  в маловодном году 80% обеспеченности составляет 477мм.

 

Испарение с водной поверхности.

Среднемноголетняя величина испарения с водной поверхности  составляет 678 мм, по году 80% обеспеченности 733 мм. Расчетная величина потерь на испарение (с учетом осадков) по маловодному  году 80% обеспеченности составляет 393 мм.

 

Ветер.

Максимальная  скорость ветра по м.с. Голубинка  характеризуется следующими данными:

 

Таблица 1.1

Обеспеченность	%	1	3	5	30
Скорость	м/с	37	30	28	22

 

 

 

3. Гидрогеологические условия

 

Водохранилище проектируется на сухой балке. Водосборная  площадь балки в створе плотины  составляет 1,57 км². Собственный сток балки настолько незначителен, что в расчетах наполнения пруда не учитывается.

Максимальные  расходы и объёмы ливневого стока, согласно расчетам, характеризуются  следующими данными:

 

Таблица 1.2

Обеспеченность, %	0,5	1	2	5	10	25
Расход, м3/с	12,7	10,0	7,88	5,25	3,64	1,92
Объёмы стока млн.м3	0,160	0,140	0,109	0,073	0,050	0,014

 

Наполнение  пруда предусматривается из реки Бельбек. Расчетный сток реки Бельбек  по маловодному году 80% обеспеченности характеризуется следующими данными:

 

Таблица 1.3

Месяцы	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Сток, м3	7,05	3,70	11,1	2,76	2,73	1,90	0,35	0	0	0	34,6	3,89

 

Наполнение  пруда предусматривается    вневегетационный период декабрь-март, когда в р. Бельбек имеется  большой свободный сток.

Общее поступление  в пруд твердого стока определено в объёме 280 м³ в год или 14,0 тыс. м³ за срок 50 лет.

 

4. Инженерно-геологические условия

 

Наливной  пруд предназначен для орошения и  располагается в эрозийной балке, впадающей в долину р. Бельбек, в  пределах южного склона обширной межгорной  долины, разделяющей внутреннюю гряду  Крымских гор.

Участок створа плотины и чаша пруда сложены  известняками инкерманского яруса  нижнего палеогена и четвертичными  отложениями.

Известняки  светло-серые, органогенные, массивные, крепкие. Четвертичные отложения представлены двумя генетическими видами пород:

1. делювиально-пролювиальными, залегающими в днище балки и

представленными древесными грунтами и суглинками общей мощностью

07 – 4,2 м. Водопоглощающие породы – выветренная зона известняков и

древесные грунты.

Водоупор  – монолитная зона известняков.

Грунтовые воды в балке на период изысканий под  плотиной встречаются на

глубине 5-7 м.

 

2. ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ РАСЧЕТ

 

Проектируемый пруд является наливным. Наполнение его  осуществляется в осенне-зимний период из реки Бельбек по наполняющему водоводу.

Согласно  топографической характеристике чаши пруда отметке НПУ = 74,60м соответствует  объём:

 

W_НПУ = 335 тыс. м³

 

Площадь зеркала:

 

F_НПУ = 4,05 га

 

Отметке ФПУ = 78,20 м соответствует объём:

 

W_ФПУ = 495 тыс. м³

 

Площадь зеркала:

 

F_ФПУ = 5,1 га

 

Отметке УМО = 59,10 м соответствует объём:

 

W_УМО = 14,0 тыс. м³

 

Площадь зеркала:

 

F_УМО = 0,51 га

 

Потери  воды на фильтрацию через основание  и тело плотины при хороших  геологических условиях принимаются 15% от полного объёма пруда.

 

  W_Ф = 0,15W_ср., тыс. м³                            (2.1)

 

где W_ср – средний объём пруда, тыс. м³

 

             W_ср = + W_УМО = +14 = 174,5 тыс. м³ (2.2)

 

 

W_Ф = 0,15 · 174,5 = 26,2 тыс. м³

 

 

 

Потери  на испарение с водной поверхности  определяем по формуле:

 

W_ИСП. = h_исп. · F_ср. = 0,393 · 174,5 = 68,57 тыс. м³  (2.3)

 

где  h_исп. – слой испарений, принятый по карте изолиний,

h_исп.= 393мм;

F_ср. – средняя площадь зеркала, соответствующая среднему объему,

W_ср - = 174,5 тыс. м³;

 

Общие потери воды из пруда:

 

W_ПОТ. = W_Ф + W_ИСП. = 26,2 +68,57 = 94,77 тыс. м³  (2.4)

 

Полезная  отдача из пруда:

 

    W_ПОЛ. = W_НПУ - W_УМО - W_ПОТ. = 335 – 94,77 – 14 = 226,23 тыс.м³ (2.5)

 

Возможная площадь  орошения:

 

  ω_ор. = = = 113 га    (2.6)

 

где   - средневзвешенная оросительная норма,

            = 2000 м³/га

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. КОМПОНОВКА СООРУЖЕНИЙ

 

В состав сооружений гидроузла входят:

 

1. Земляная плотина с ядром, высота которой 28,2 м назначена с учетом создания аккумулирующей ёмкости для  полного зарегулирования паводка.

 

2. Водовыпуск для подачи воды для  орошения и опорожнения пруда. Трасса водовыпуска прокладывается у правого  борта, где скала почти выходит  на поверхность, что позволит разместить трубу водовыпуска на прочном  основании.

 

3. Трубопровод для наполнения пруда  начинается у автодороги Бахчисарай-Ялта, далее проходит по окраине села Танковое, затем у плотины переходит  на левый борт, где заходит в  пруд.

 

В связи с отсутствием  поводкового водосброса компоновка гидроузла отличается простотой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ГРУНТОВАЯ ПЛОТИНА

 

4.1 Проектирование поперечного  профиля плотины и её высоты

 

4.1.1 Определение отметки гребня  плотины и её высоты

 

Отметку гребня плотины  назначаем су четом возвышения его  над расчетным уровнем воды. Возвышение гребня плотины «h» определяем по двум расчетным уровням воды в  верхнем бьефе:

 

1. По нормальному подпорному уровню;
2. По форсированному подпорному уровню.

 

Возвышение  гребня плотины определяем с учетом высоты наката ветровой волны «h_н», ветрового нагона «∆h» и конструктивного запаса «а».

 

h = h_н + ∆h + а     (4.1)

 

где  h_н – высота наката ветровой волны на откос, м;

∆h – высота ветрового нагона, м;

а   – конструктивный запас, м. Зависит от класса капитальности, для

плотины 3 класса а = 0,5 м.

 

Прежде  чем определить высоту наката ветровой волны на откос, необходимо определить высоту бегущей волны «h_%» расчетной обеспеченности, её длину «λ» и период «Т». Элементы ветровых волн зависят от скорости ветра, длины разгона волны и формы водохранилища.

Расчетная скорость ветра на высоте 10 м определяется по формуле 4.2:

 

   V_Р = K_Z × K _{f i} × V_Z      (4.2)

 

где  K_Z – коэффициент приведения к высоте 10м. при высоте плотины более 10 м K_Z = 1;

K _fi – коэффициент пересчета данных по скоростям ветра, измеренных по флючеру. При V < 20 м/с K _fi = 1,0;