Проектирование наливной плотины СПК Новый рассвет Бахчисарайского р-на АРК
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:
WНПУ = 335 тыс. м3
Площадь зеркала:
FНПУ = 4,05 га
Отметке ФПУ = 78,20 м соответствует объём:
WФПУ = 495 тыс. м3
Площадь зеркала:
FФПУ = 5,1 га
Отметке УМО = 59,10 м соответствует объём:
WУМО = 14,0 тыс. м3
Площадь зеркала:
FУМО = 0,51 га
Потери воды на фильтрацию через основание и тело плотины при хороших геологических условиях принимаются 15% от полного объёма пруда.
WФ = 0,15Wср., тыс. м3 (2.1)
где Wср – средний объём пруда, тыс. м3
Wср = + WУМО = +14 = 174,5 тыс. м3 (2.2)
WФ = 0,15 · 174,5 = 26,2 тыс. м3
Потери на испарение с водной поверхности определяем по формуле:
WИСП. = hисп. · Fср. = 0,393 · 174,5 = 68,57 тыс. м3 (2.3)
где hисп. – слой испарений, принятый по карте изолиний,
hисп.= 393мм;
Fср. – средняя площадь зеркала, соответствующая среднему объему,
Wср - = 174,5 тыс. м3;
Общие потери воды из пруда:
WПОТ. = WФ + WИСП. = 26,2 +68,57 = 94,77 тыс. м3 (2.4)
Полезная отдача из пруда:
WПОЛ. = WНПУ - WУМО - WПОТ. = 335 – 94,77 – 14 = 226,23 тыс.м3 (2.5)
Возможная площадь орошения:
ωор. = = = 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 «hн», ветрового нагона «∆h» и конструктивного запаса «а».
h = hн + ∆h + а (4.1)
где hн – 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:
VР = KZ × K f i × VZ (4.2)
где KZ – коэффициент приведения к высоте 10м. при высоте плотины более 10 м KZ = 1;
K fi – коэффициент пересчета данных по скоростям ветра, измеренных по флючеру. При V < 20 м/с K fi = 1,0;
VZ – максимальная скорость ветра, измеренная на высоте Z.
При НПУ VZ – 4% обеспеченности, при ФПУ – 50% обеспеченности.
V40% = 16 м/с, V50% = 7,3 м/с.
Расчеты при НПУ ФПУ
Расчетная скорость ветра: VР = 1·1·16 = 16 м/с
VР = 1·1·7,3 = 7,3 м/с
Средние параметры волны в глубоководной зоне определяем в следующем порядке:
Определяем безразмерные величины:
и (4.3)
где - ускорение свободного падения = 9,81 м/с2;
- продолжительность действия ветра. Для предварительных расчетов принимаем = 6 часов;
- расчетная длина волны, = 5,6 км.
= 5,6 км = 6,2 км
= = 13237 = = 29027
= = 176,3 = = 937
По графику 1.5 [Л1] с 23 по найденным величинам находим:
и (4.4)
= 0,09 = 4,4 = 0,12 = 5,3