Расчет параметров донного водоспуска

Для обеспечения санитарных расходов проектируется донный водоспуск с затвором рис.5.1.

Минимальный расход через водоспуск должен обеспечивать пропуск санитарного расхода 2,10 м³/с – по исходным данным при наименьшем напоре. Наименьший напор будет при условии уровня воды на отметке УМО в верхнем бьефе 8,4 м и максимального проектного уровня в нижнем бьефе на отметке 5,0 м. Н _min=3,4 м.

При пропуске половодья и паводков низкой обеспеченности донный водосброс должен работать при полностью открытом затворе [17]. Максимальный проектный напор может быть при уровне воды в нижнем бьефе на отметке НПУ и минимальном уровне в нижнем бьефе 1,5 м. – по исходным данным Н _max=13,8-1,5=12,3 м

Для водоспуска прямоугольной формы расход воды рассчитывается по формуле:

При m =0,6, стандартной ширине b =1,0 м, минимальный расход должен быть

Q _min=2,10 м³/c;- по исходным данным

В учебном пособии по табл.П2.13 Приложения 2 принимаются стандартные размеры отверстия с запасом 1,0х1,25 м.

Для расчета пропуска половодья и паводков низкой обеспеченности график пропускной способности донного водоспуска в зависимости от напора рассчитывается при полностью открытом затворе от минимального Н _min до максимального напора Н _max в табл.5.1 и стоится на рис.5.2.

Таблица 5.1

Расчет пропускной способности донного водоспуска при полностью открытом затворе

H, м	3,4	8,0	12,3
Qмакс, м^3/с	6,1	9,4	11,6

Пропуск минимального санитарного расхода обеспечивается в зависимости от напора при затворе, открытом на высоту. Расчет пропускной способности донного водоспуска в зависимости от напора для пропуска санитарного расхода

При Q =2,10 м³/с.

Таблица 5.2

Расчет высоты открытия затвора для пропуска санитарного расхода 2,10 м³/с в зависимости от напора

H, м	3,4	8,0	12,3
h затв, м	0,43	0,28	0,22

Рис.5.2. График пропускной способности донного водоспуска

при полностью открытом затворе в зависимости от напора

Рис.5.2. График пропускной способности донного водоспуска

при полностью открытом затворе в зависимости от напора

Рис.5.3. График высоты открытия затвора при минимальном санитарном расходе в зависимости от напора.

6. РАСЧЕТ ПАВОДКОВОГО ВОДОСБРОСА

Для пропуска паводка предусматривается открытый регулируемый водосброс. Это позволяет аккумулиро­вать часть объема половодья в емкости форсировки, а часть в полезной емкости.

Расчет водосброса проводится для основной и проверочной обеспеченности макси­мальных расходов. Открытый регулируемый водосброс рассчитывается на пропуск мак­симального расхода основной обеспеченности при отметке НПУ, а расхода проверочной обеспеченности - при отметке ФПУ. Ширина водосливной части определяется по допус­тимому на размыв удельному расходу воды. Для этого, зная проектную максимальную глубину воды в нижнем бьефе h _мах=5,0 м при прохождении максимального расхода Q_maxи допустимую на размыв скорость течения воды v_don(принимается равной 1,15 м/с для супесчаных грунтов русла реки в нижнем бьефе) определяется допустимый удельный расход

q _доп= h _max v _доп, м²/с

q _доп=5×1,15=5,75_, м²/с

Для сооружений III класса (основной расчетный случай) при пропуске максимального расхода обеспеченность 3%.Соответствующий ей расход пропускается через водосброс при отметке НПУ. Максимальный расход обеспеченностью 0,5 % (поверочный расчетный случай) пропускает­ся при отметке ФПУ.

Ширина водосливной части открытого регулируемого водосброса В рассчитывается по формуле В = Q ’_maх3%/ q _доп,

Где Q ’_maх3% - расход холостого сброса через пропускные отверстия водосброса при аккумуляции части стока в водохранилище.

При пропуске максимального половодья низкой обеспеченности, в соответствии со СНиП 33-01-2003, все водопропускные отверстия должны работать при полном открытии затворов, таким образом, расход воды, пропускаемый через донный водоспуск будет максимальным при напоре Н=ÑНПУ-ÑНБ_max=13,8-5,0=8,8 м, по графику рис.5.2
Q _дон =9,6 м³/с. Расход воды, забираемый промышленным предприятием постоянный в течении всего года (п.2.1.1) Q _пром=9,78 м³/с. Расход воды, забираемый для орошения в соответствии с оросительными нормами (п.2.1.2), Q _орош=4,89 м³/с.

Общий расход

Q _исп= Q _пром + Q _орош + Q _дон=9,78+4,89+9,6=24,27 м³/с.

Объем использованной воды за 35 дней

W _исп=35×24×60×60×24,27=73,4 млн. м³.

Холостой расход, сбрасываемый через водосброс, равен

при НПУ

Q _{хол.НПУ}= Q ’_maх3%

Объем половодья (п.3.2)

W _полов=725,8 млн. м³.

Для гидротехнических сооружений III класса расчетная обеспеченность для пропуска основного расхода воды 3%, поверочного расхода – 0,5%.

При Q _max3% определяется расход через водосброс при НПУ, при Q _max0,5% определяется расход через водосброс при ФПУ.

Ширина водосливного фронта для обеспечения допустимого удельного расхода по условию неразмываемости грунтов русла

В = Q _хол3%/ q _доп=186,8/5,75=32,5 м

Принимая стандартную ширину секции водослива b _ст=3,5 м,(табл. 2.13 Приложения 2), определяется коли­чество секций n = В / b _ст, которое округляется в большую сторону.

n =32,5/3,5=9,2@9. Принимается стандартная ширина секции 3,5 м, количество секций 9.

Проектируется водослив с широким порогом, для которого выполняется условие:

2 < l/h _в < 10,

где длина водосливной части l, напор на водосливе h _в, не подтопленный (уровень порога водослива выше уровня воды в нижнем бьефе), с боковым сжатием (ширина водослива меньше ширины потока в верхнем бьефе) с нормальным порогом (вектор скорости пер­пендикулярен кромке водослива), т = 0,32÷0,35.

Определяется от­метка порога водослива: ÑП=ÑНПУ- h _НПУ

ÑП=ÑНПУ- h _НПУ=13,8-2,39=11,4 м.

Далее определяется отметка ФПУ

ÑФПУ=ÑНПУ+Ñ h _ФПУ;

Ñ h _ФПУ= h - h _HПУ=3,31-2,39=0,92 м

ÑФПУ=ÑП+Ñ h _ФПУ=11,4+3,31=14,71 м_;

Высота пролета принимается равной 3,5 м.

Принимаем нестандартные размеры, потому что максимальное превышение над порогом водосброса при ФПУ 3,31 м.

Пропускная способность пролета при НПУ

Всех пролетов 186 м³/с. (Не меньше холостого сброса)

При ФПУ

Всех пролетов 299 м³/с.

Дата добавления: 2015-07-08