Пример расчета водоподъемной плотины

Для создания сезонного водоема в русле реки Тим Орловской области в заданном створе на ПК 70+20 проектируется водоподъемная плотина с вододействующим затвором.

Исходные данные для проектирования:

Ширина русла на уровне пойменных бровок = 10,2 м; отметка наиболее низкой пойменной бровки на левом берегу м; отметка дна реки в створе плотины м; отметка нормального подпертого уровня м; максимальный расход воды весеннего половодья = 37,5 м³/с; расход дождевого паводка 25 % обеспеченности = 3,35 м³/с; Кривая расходов для проектного створа приведена на рисунке 5.16.

	, где – отметка уровня воды при расходе дождевого паводка; – уровень воды при расходе .
Рисунок 5.16 –

Значение необходимо для принятия отметки верха бетонных стенок. Отметка понура равна:

м

Определение габаритных размеров плотины и щитов затвора

Ширина плотины должна быть не более ширины русла по верху .

, где – ширина обводного тракта, равная 1,0 м; – толщина бычка, равная 0,5 м; – ширина водосливной части плотины.

; . Количество секций основных затворов: шт., где – ширина секции, равная 4 м. Отметка оси затвора: м; - угол наклона щита к горизонту, равный 70⁰, - угол отгиба, равный 45⁰.

Проверяем принятую ширину обводного тракта на пропуск расхода при опорожнении бьефа для аварийного опускания затвора.

Напор на пороге обводного тракта м.

Объем сработки верхнего бьефа

м³.

м³/с.

Из формулы (5.19) время понижения уровня (опускания затвора)

часов.

Напор на затворе: м. Высота отгиба из условия плавучести щита определяется как:

м; габаритная длина затвора

м.

Длина части затвора без отгиба: м.

Для определения отметки верхового порога находим напор на верховом пороге (см. рисунок 5.9):

м.

Отметка верхового порога при незатопленном истечении через порог: м

м; 105,90 > 105,60 – принимаем отметку верхового порога м.

Слой форсировки уровня определяем по формуле:

м.

Отметка ФПУ: м.

Приводная галерея служит для поднятия рабочего затвора, обеспечивая создание избыточного давления под щитом при сообщении с верхним бьефом через обводной тракт. Учитывая возможность протечек через уплотнения щитов, необходимо поперечное сечение галереи назначить достаточным для создания безнапорного движения в галереи, чтобы исключить самопроизвольное всплывание затвора.

Расход воды, протекающей через уплотнения

м.

м³/с.

Скорость потока в галерее принимаем м/с; = 2,0 м (то есть длина затвора без отгиба). Глубина воды в галерее м.

Эскизный проект водоподъемной плотины с вододействующим затвором представлен на рисунке 5.17. Размеры флютбета плотины приняты конструктивно.

Понур: длина м; толщина м.

Порог: длина м; толщина м; зубья порога заглублены относительно основания на 0,4 м.

Водобойный колодец: длина м; глубина м; толщина плиты днища м; в конце колодца плита имеет заглубленный зуб.

Рисберма: длина м; толщина плит с отверстиями для выхода фильтрационного потока м; под плитами рисбермы уложен двухслойный обратный фильтр, толщина каждого слоя м, материал фильтра – гравийно-песчаная смесь; в конце рисбермы устроен заглубленный на 1,0 м каменный зуб.

Береговые устои выполнены в виде подпорных стенок. Откосы берегов русла укреплены железобетонными плитами.

Контролирующий градиент фильтрационного потока при поднятых затворах . Общая фильтрационная прочность основания обеспечена.

Рисунок 5.17 – Эскизный проект водоподъемной плотины.