Расчет форсированных объемов водохранилища и водосбросного сооружения

Создание водохранилища сезонно-годичного регулирования стока на реке оказывает регулирующее влияние на половодье и поводки. Часть излишков воды временно задерживается в водохранилище. При этом происходит превышение уровня воды выше отметки НПУ до уровня ФПУ. Между отметками ФПУ и НПУ образуется емкость форсировки V_ФО.

Регулирующий объем в водохранилище - форсированный объем V_ФО позволяет уменьшить сбросные расходы и размеры водосбросного сооружения. На водохранилищах в качестве водосбросных сооружений наиболее распространены водосливы практического профиля с щитами (затворами) на гребне или без щитов, а также донные водовыпуски с затворами.

Принимаем водосливную плотину с безвакуумным практическим криволинейным профилем, очерченным по координатам Кригера – Офицерова. Водосливная плотина рассчитываем на пропуск максимальных расходов 0,1 % обеспеченности, что соответствует, согласно СНиП, I и II классу сооружений.

Рис.10. Разрез по водосливной плотине

Расчет водосбросного сооружения проводим по методу Д.И. Кочерина, задавшись следующими начальными условиями:

- гидрограф половодья принимается треугольной формы с максимальным расходом 0,1 % обеспеченности;

- водосброс работает автоматически, отметка гребня его соответствует НПУ;

- изменение сбросных расходов отвечает линейной зависимости;

- на начало половодья водохранилище заполнено до отметки НПУ;

- батиграфические кривые заданы в виде кривой связи

Расчет водосбросного сооружения:

1. Задаем слой форсировки h_ФО - 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 м и определяемся отметки ФПУ:

2. По батиграфической кривой путем экстраполирования определяем объемы ФПУ V_ФПУ, которые заносим в табл. 16.

Объем форсировки находим из соотношения: V_ФО=V_ФПУ-V_НПУ

3. Определяется максимальный расход половодья 0,1 % обеспеченности

где - ордината кривой обеспеченности, или модульный коэффициент, принимаемая по таблицам пособия в зависимости от коэффициента вариации Сv и коэффициента асимметрииCs; принимаем Cv= 0,30, Cs=2Cv, находим по табл. 17 прил.З [1]: К_Р=0,1%=2,19;

- среднемноголетний максимальный расход, м³/с; в курсовом проекте принимаем равным =360,4 м³/с заданного гидрографа стока реки.

4. Вычисляется сбросной расход при различном слое форсировок по формуле Д.И. Кочерина: ,

где — объем половодья, определяемый по формуле

Т – продолжительность половодья, принимаем 24 сут.

5. Из расчетной зависимости расхода при истечении через водослив определяется общая ширина водосливной плотины (водосливного фронта) при различном слое форсировки: ,

где m - коэффициент расхода водослива (для безвакуумного водослива практического профиля принимается равным 0,5).

6. Результаты расчета заносятся в табл. 16. Окончательный вариант ширины водосливного фронта принимается в результате технико-экономических расчетов с учетом компенсации ущерба от затопления земель при форсировке. В курсовом проекте во избежание затопления значительных площадей при форсировке ширина в принимается по расчету (табл. 21) соответствующей слою форсировки h_ФО = 1,5 м.

Таблица 16. Определение сбросного расхода и ширины водосливного фронта плотины

h_ФО, м	ФПУ, м	V_ФПУ, млн.м3	V_ФО, млн.м3	Q_сбр., м3/с	Σв, м
0,5	101,5			788,44	1007,02
1,0				787,61	355,66
1,5	102,5			786,78	193,39
2,0				785,94	125,48
2,5	103,5			785,11	89,69
3,0				784,28	68,16

Ширина каждого водосливного отверстия принимаем равной в = 30 м. Количество водосливных отверстий:

По результатам расчета на плане водохранилища показываем в масштабе водосбросное сооружение (водосливная часть плотины).