6 Компоновка и сооружения гидроузла

6.1 Состав и компоновка гидроузла

В состав сооружения входят:

– водосбросная бетонная плотина гравитационного типа;

– станционная часть плотины;

– правобережная бетонная плотина;

– левобережная бетонная плотина.

– приплотинное здание ГЭС

6.2 Определение класса плотины и отметки гребня плотины

6.2.1 Определение класса гидротехнического сооружения

Для начала расчётов требуется определить класс будущего гидротехнического сооружения. Согласно СНиП «Плотины бетонные и железобетонные» [2] назначаем класс сооружения I по объёму водохранилища. Коэффициент надёжности для сооружений I класса [2]:

6.2.2 Определение отметки гребня плотины

За отметку гребня плотины принимается отметка, вычисленная по формуле:

,

(6.1)

где – превышение гребня плотины над расчетным уровнем в верхнем бьефе:

,

(6.3)

где – высота наката волн расчетной обеспеченностью 1%;

– высота ветрового нагона;

а – конструктивный запас, а = 0,8 м.

Высота ветрового нагона определяется по формуле:

(6.4)

где – коэффициент, принимаемый в зависимости от расчетной скорости ветра. При V= 28 м/с ;

V– расчетная скорость ветра на высоте 10 м над уровнем воды, м/с;

– длина разгона волны, м;

– угол между продольной осью водохранилища и направлением господствующих ветров, ;

– условная расчетная глубина воды в водохранилище.

Условная расчетная глубина при НПУ:

(6.5)

Высота ветрового нагона при НПУ по формуле (6.4):

Определим высоту волны 1% обеспеченности.

Вычислим безразмерные комплексы:

	(6.6)
	(6.7)

где t – период развития волн на водохранилище, t = 6 ч.

Далее по графику [8] по верхней огибающей кривой (для глубоководной зоны с глубиной ) и значениям и определяются параметры и .

Используя меньшие полученные значения, вычислим средний период волны и среднюю высоту волны .

-Определяемые значения:

	(6.8)
	(6.9)

Из полученных значений выбираем минимальные.

Отсюда:

		(6.10)
		(6.11)

-Вычислим среднюю длину волны:

(6.12)

Проверяем условие:

(6.13)

т.е. условие глубоководности выполняется.

Определим высоту волны 1% обеспеченности:

(6.14)

где – коэффициент, определяемый по графику [8] в зависимости от значения (6.13):

-для нашего случая при по формуле (6.14):

Определим высоту наката волн 1% обеспеченности по формуле (6.3):

Отметка гребня плотины по формуле (6.1):

Таким образом за отметку гребня плотины принимаем

6.3 Гидравлический расчёт бетонной водосливной плотины

6.3.1 Определение ширины водосливного фронта

Гидравлический расчёт выполняется с целью определения ширины водосливного фронта и размера водосливных отверстий, формы водосливной грани, типа сопряжения потока в НБ, размеров и типа гасителей энергии потока в НБ.

Определяем расчетный расход воды для основного расчетного случая Q_p, который должен пропускаться, как правило, при НПУ через все эксплуатационные водопропускные сооружения гидроузла при полном их открытии и через гидроагрегаты.

Расчётный максимальный расход для первого класса капитальности является расход 0,1% обеспеченности, для поверочного – 0,01% обеспеченности.

Выбор типа, числа и размеров отверстий водосливной плотины необходимо производить исходя из требований пропуска расчётного расхода воды основного расчётного случая, затем их число подлежит проверке на поверочный расчётный случай. Пропуск расчётного расхода воды для поверочного случая надлежит выполнять при ФПУ всеми пропускными сооружениями и через все гидроагрегаты.

Расчётный расход, сбрасываемый через водосливную плотину при НПУ:

, (6.15)

где максимальный основной расход, с учётом трансформации паводка, принимаемый при обеспеченности 0,1% для I класса сооружений.

расчётный расход через гидроагрегат ГЭС.

Ширина водосливного фронта:

(6.16)

где - удельный расход на водосливе:

(6.17)

где q_р - удельный расход на рисберме:

, (6.18)

где h_нб=∇УНБ-∇дна=31,22-25,71=5,57-глубина воды в нижнем бьефе, определяется по кривой Q=f(H) при Q_{осн. max}

- не размывающая скорость для скалы.

Ширина водосливного фронта должна соответствовать стандартному ряду [8], поэтому полученное значение округляется в большую сторону. Принимаем 4 пролета по 20 метров. Уславливаемся что каждый бык является разрезным с шириной 4 метрам согласно пункту 6.4.3.

Итоговая ширина водосливного фронта:

B=20*4=80 м.