Ґрунтова гребля з водоскидною і водо випускною спорудами

 
 
 

  A = åhred • b = 63,84 • 2 = 127,68 м²

  F = q • pw • A • I ;            F = 9,81 • 1 • 0,4 • 173,28 = 679,9

Одержане  значення коефіцієнту  стійкості розрахунковим  методом порівнюємо з нормативним  значенням цього  коефіцієнту, який визначаємо по формулі:

 

     

де:  γn – коефіцієнт надійності, приймаємо для гребель 1 класу – 1,25, 2 класу – 1,20,  3 класу – 1,15,  4 класу – 1,10

      γt1c – коефіцієнт поєднування навантажень, який для основного періоду дорівнює 1, особливого 0,9 і будівельного періоду 0,95

      γc – коефіцієнт умов роботи, приймаємо для точних методів розрахунку 1, а для спрощених – 0,95

Ks min  ≥ (1,1)*Ksin             Ksin 1,95 > 1,21

Висновок: як видно із розрахунків, розрахунковий коефіцієнт більше нормативного. Значить гребля в данному випадку буде стійкою.

 

 2. Водоскидна споруда

      2.1. Вибір траси і  обгрунтування типу водоскиду 

      Водоскидні  споруди при глухих греблях забезпечують скид паводкової води. Вони можуть входити, або не входити  в склад напірного  фронту гідровузла, тобто бути відкритими береговими або закритими, крім того, регулюючими  і автоматичної дії.

      В даному курсовому  проекті приймається  закрита водоскидна споруда автоматичної дії.

      Оптимальний варіант може бути прийнятий на підставі техніко-економічного підрахунку різних варіантів. При визначенні кошторису водоскиду доцільно буде використовувати зональні прейскуранти. 

      2.2. Гідравлічний розрахунок  споруд водоскиду

      2.2.1. Розрахунок шахти  і відвідної труби

1.Визначаємо  довжину водоскидного  фронту:

 

  

де:  Q – розрахункова скидна витрата, м³/с

      m – коефіцієнт витрати, рівний 0,42

      H0 – напір на гребені греблі

  Н = H0 = ÑФПР - ÑНПР

  Н = H0 = 86,1 – 85,1 = 1                                                                       

Визначаємо  площу поперечного  перерізу труб:

 
 
 
 

де: μ – коефіцієнт витрати 

      Z – напір в водовідяці трубі

     Z =  ÑНРР - ÑТД

     Z = 84,3 – 76,5 = 7,8

 
 
 
 

де: ξвх – коефіцієнт опору при вході в трубу, приймаємо 0,2

      λ  – коефіцієнт опору по довжині труби, для залізобетонних труб = 0,022, для стальних – 0,025

     ℓt – довжина відводящої труби, знімаємо з малюнка, м

     R – гідравлічний радіус, м

Для відвідної труби  приймаємо стандарти  труб ЗТП розміром 2х2 м. Тоді площа поперечного  перерізу складає  ω = br • hr      ω = 2 • 2 = 4 м²

        Змочений периметр  складає:

        χ =2bt + 2ht = 2 • 2 + 2 • 2 = 8 м

Гідравлічний  радіус дорівнює :      

 
 

      Визначивши  поперечний переріз  труби приймаємо  стандартну величину, а також і кількість  ниток труб.

Перевіряємо пропускну здібність  труби:                            Q = μ • ωm√2q Z ;      Q = 0,78 • 2,49 • √19,62 • 7,8 = 24,0,2

      Одержана  витрата дорівнює розрахункової, значить  труба вибрана  вірно. Уточнюємо  допустиму швидкість  води в трубі.

 
 
 

Для бетону приймаємо  Vg до 5 м/с.

Висновок: Остаточно приймаю водовідвідні труби розміром 2х2 м, в 2 нитки, тоді швидкість в одній трубі складатиме 4,82 м/с. 

2.2.2. Розрахунок відвідного  каналу 

2.1 Визначаємо площу  живого перерізу  каналу

 
 
 

де: Q – розрахункова скидна витрата, м³/с

      Vдоп – допустима швидкість течі води в каналі

2.2 Визначаємо середню  ширину каналу

 
 
 

      h – прийнята глибина води в каналі 2 м

2.3 Визначаємо ширину  каналу по дну

             b = (bc – m)•h                 b =  (18,48-1)•1,5 = 16,98

2.4 Площа живого перерізу  по визначеним  параметрам каналу  складає:

             ω = (b+mh)h               ω = (16,98 + 1 • 1,5) •1,5 = 27,72

2.5 Змочений периметр  визначаємо по  формулі:

               χ = b+2h√1+m²              χ = 16,98 + 2 • 1,5√1+1² =21,21 

2.6 Визначаємо гідравлічний  радіус каналу:

 
 
 

      Прийнявши коефіцієнт шорсткості для незакріплених  укосів 0,017, а     для бетонної обліцовки 0,025 і використовуючи таблицю визначаємо коефіцієнт    С = 61,5 

2.7 Визначаємо похил  каналу:

 
 
 

2.8 Визначаємо фактичну  швидкість води  в каналі:

               Vф = C√R•I              Vф = 61,5 • 0,017= 1,04     

Якщо  Vф ≤ Vдоп то водоскидний канал запроектований вірно.

2.2.3 Розрахунок спряження  б’єфів  

3.1 Визначаємо питому  витрату потоку

 

де: Q – розрахункова витрата, м³/с

      b – ширина труб, приймаємо в залежності від прийнятих труб, якщо прийняти ЗТП 20•20-2, то при одній нитки b = 2 м, для двох ниток – 4,5 м.

3.2 Визначаємо глибину водобійного колодязя, а для цього попередньо методом підбору визначаємо першу спряжувальну глибину із формули питомої витрати:

             q = φ•hc√2q(a+dk+(αV²/2q)-hc)

  q = 0,9 • 0,5 √19,62 (2+2+(1,1 • 4,82² / 19,62)- 0,5) = 52,17

де:   φ – коефіцієнт швидкості 

hc – глибина води в стиснутому перерізі, знаходимо методом підбору, м ; hc = 0,616

a – висота труби, м

dk – глибина водобійного колодязя

α – коефіцієнт нерівномірності руху води 

V – швидкість потоку води в трубі, м

3.3 Визначаємо довжину водобійного колодязя:

      ℓ = ℓ1 +0,8 • lпр = 4,36 + 0.8 • 12.27 = 14,17                                                  

де:  ℓ1 – дальність польоту струменя, м

        ℓпр – довжина підпертого стрибка у водобійному колодязі, м

             ℓ1 = √ (h2+V²/2q) • (2dk+h2)    

             ℓ1 = √ (2+23,23/19,62) • (2 • 2 + 2) = 4.36

де:   h – глибина потоку над стінкою падіння, рівна висоті труби, м

       V – швидкість потоку в трубопроводі, м/с