Расчет водосбросов

 

Водосбросные сооружения предназначаются для сброса воды, поступающей в пруд после его заполнения до НПУ.

Согласно СНиП П-И 3-62 (Сооружения мелиоративных систем. Нормы проектирования) плотины прудов на местном стоке рассчитываются на пропуск весеннего половодья 1%-йвероятности превышения, то есть на паводок, который бывает раз в 100 лет.

Водосброс при плотине проектируется, как правило, в виде водосбросного канала. Кроме того, водосброс может быть в виде трубы, проложенной под плотиной.

Прежде чем приступить к проектированию водосброса, необходимо рассчитать максимальный объем воды весеннего снеготаяния, который необходимо пропустить.

Он рассчитывается по уже известной формуле:

W1% = 1000 · hс · F, м3

 

где: hс - максимальный (1%-ный) слой стока (h1%)

 

h1% = ·К1%

где: - норма стока (из задания);

К1% - модульный коэффициент (приложение 4).

Максимальный расход воды весеннего снеготаяния:

Q1% = 0.278 · F · А0, м3/с

 

где: А0 - элементарный максимальный сток (для Самарс­кой области А0 = 2 мм/час);

F - площадь водосбора, км2;

0.278- коэффициент перевода мм/час и км2 в м3/с.

Расчетный расход водосброса (Qрасч) с учетом регулирующего влияния водоема:

Qрасч = Q1% ·(1 - , м3/с

 

где: Q1% - максимальный расход весеннего паводка 1%-ный веро­ятности превышения, м3/с;

W1% - объем стока 1%-ой обеспеченности, м3;

WРАБ - рабочий объем пруда, м3;

WРЕГ - объем регулирующей призмы (т.е. объем воды, заклю­ченный между ФПУ и НПУ).

В нашем примере WРЕГ = 560000 м3 - 420000 м3 = 140000 м3

Определив Qрасч, рассчитывают параметры водосбросного ка­нала. Глубина канала Н принимается равной 1...2 м (или же, при невозможности постройки моста через канал, берется глубина, позволяющая движение через этот канал, ≈ 0.5 м).

Ширина канала определяется по формуле:

 

В = , м

Расстояние от плотины до начала водосбросного канала в верхнем бьефе - 20...30 м, в нижнем – 40...50 м. Строится канал, как правило, на пологом берегу балки (Рис. 7)

В нашем примере:

1. h1% = 50.4 мм · 2.89 = 145.6 мм

2. W1% = 1000 · 20 км2 · 145.6 = 2912000 м3

3. Q1% = 0.278 · 20 км2 · 2 мм/час = 11.12 м3/с

4. Qрасч = 0.278 · 20 км2 · 2 мм/час – 11.12 м3/с

5. Принимая Н = 1 м получим:

 

В = , м

 

 

Таким образом, параметры водосбросного канала, обеспечивающие надежность плотины, составляют:

ширина по дну – 7.4 м

глубина – 1 м.

Такой водосбросный канал обеспечит пропуск максимального расхода воды даже в самый многоводный год.

ЗАДАНИЕ: Определить расчетный расход водосбросного канала (Qрасч), его глубину и ширину.

 

 

Приложение 1.

 

Гидрологические показатели стока (по картам изолиний)

 

Район Коэффициенты изменчивости весеннего половодья, СV Среднегодовые нормы стока, мм
Клявлинский 0.4
Кошкинский 0.4
Ставропольский 0.4
Шенталинский 0.4
Шигонский 0.4
Челновершинский 0.4
Безенчукский 0.5
Богатовский 0.5
Борский 0.5
Волжский 0.5
Исаклинский 0.5
Кинельский 0.5
Кинель-Черкасский 0.5
Красноармейский 0.5
Красноярский 0.5
Сергиевский 0.5
Сызранский 0.5
Похвистневский 0.5
Алексеевский 0.6
Большеглушицкий 0.6
Большечерниговский 0.6
Нефтегорский 0.6
Пестравский 0.6
Приволжский 0.6
Хворостянский 0.6

 

Приложение 2

 

3.5

  3.0          
  2.5           При слое стока
    2.0             h≤ 10мм
  1.5             h=15мм
  1.0             h=30мм   h=50мм

0 20 40 60 80 100

 

 

График для определения поправочного коэффициента к норме весеннего стока, когда меньше 50 мм

 

 

Приложение 3

 

Поправочные коэффициенты к среднегодовым нормам стока (в случае, когда < 50мм)

 

 

  S, км2         ħ мм          
3,0 2,9 2,85 2,3 2,25 2,2 2,0 1,9 1,85 1,8 1,75 1,65 1,5 1,5 1,45 1,35 1,35 1,33 1,25 1,25 1,22 1,12 1,12 1,11 1,0 1,0 1,0
                                     

 

 

Приложение 4

 

Модульные коэффициенты Кр для вероятности превышения (обеспеченности) весеннего стока Р = 1 % и Р = 85 %

 

Обеспечен-ность Р %         Cv          
  0,1   0,2   0,3   0,4   0,5   0,6   0,7   0,8   0,9   1,0
1,25 0,88 1,52 0,79 1,83 0,70 2,16 0,60 2,51 0,50 2,89 0,42 3,29 0,34 3,71 0,28 4,15 0,32 4,61 0,16
                                       

 

 

Приложение 5

 

Коэффициенты заложения откосов земляных плотин

 

Грунты Откосы Высота плотины, Н м
5…8 9…12
Суглинки Сухой 2.0 2.0 2.25
Мокрый 2.0 2.5 3.0
Супеси Сухой 2.0 2.0 2.5
Мокрый 2.25 2.5 3.0
Песчаные Сухой 2.0 2.0 2.5
Мокрый 3.0 3.0 3.25

 


Приложение 6

 

Площадь живого сечения, смоченный периметр и гидравлический радиус трапецеидальных каналов

 

Глубина наполнения, Н, м Ширина канала по дну, м
в = 0,2 в = 0,4 в = 0,8
ω Р R ω Р R ω Р R
m=1.0 m=1.5 m=1.0 m=1.5 m=1.0 m=1.5 m=1.0 m=1.5 m=1.0 m=1.5 m=1.0 m=1.5 m=1.0 m=1.5 m=1.0 m=1.5 m=1.0 m=1.5
0.20 0.080 0.100 0.764 0.920 0.100 0.110 0.120 0.140 0.964 1.120 0.120 0.130 0.160 0.180 1.164 1.320 0.140 0.140
0.30 0.150 0.195 1.046 1.280 0.140 0.150 0.210 0.255 1.249 1.480 0.170 0.170 0.270 0.315 1.446 1.680 0.190 0.190
0.40 0.240 0.320 1.328 1.640 0.180 0.200 0.320 0.400 0.528 1.840 0.210 0.220 0.400 0.480 1.728 2.040 0.230 0.240
0.50 0.350 0.475 1.610 2.000 0.220 0.240 0.245 0.575 1.845 2.200 0.250 0.260 0.550 0.675 2.010 2.400 0.270 0.280
0.60 0.480 0.660 1.892 2.360 0.250 0.280 0.600 0.780 2.092 2.560 0.290 0.300 0.720 0.900 2.292 2.760 0.310 0.330
0.80 0.800 1.120 2.456 3.080 0.330 0.360 0.960 1.280 2.656 3.280 0.360 0.390 1.120 1.440 2.856 3.480 0.390 0.410
1.00 1.200 1.700 3.020 3.800 0.400 0.450 1.400 1.900 3.220 4.000 0.430 0.480 1.600 2.100 3.420 4.200 0.470 0.500
1.20 1.680 2.400 3.584 4.520 0.470 0.530 1.920 2.640 3.784 4.720 0.510 0.560 2.160 2.880 3.984 4.920 0.540 0.590
1.40 2.240 3.220 4.148 5.240 0.540 0.610 2.520 3.500 4.348 5.440 0.580 0.640 2.800 3.780 4.548 5.640 0.620 0.670

Приложение 7

Водообеспеченность посевов центральной (вторая) и южной (третья) зон

Самарской области

 

 

 

 

 

Культура Урожай при ис­пользовании 2% ФАР,ц/га Эвапотранспи-рация, м3/га Количество продуктивной влаги, м3/га Дефициц влаго-обеспеченности, мэ/га Проектные оро­сительные нор­мы, м3/га  
3  
Озимая пшеница  
56,2 56,5 5799 5834 2880 2100 2919 3734 2800 3200  
Яровая пшеница 47,4 47,6 4316 4340 2360 1622 1956 2718 1900 3000  
Картофель 286 289 5506 5641 2668 1862 2838 3779 2500 -  
Овощи 1016 1048 4869 8018 2372 1505 2497 3509 3500 3500  
Кукуруза 652 670 6271 6426 2840 2028 3431 4398 3300 3600  
Люцерна (зел. масса) 582 596 6988 7132 2880 2100 4108 5032 4700 5000  
0днол.травы (зел.масса) 298 300 2887 2902 2075 1420 812 1482 1000 1500  
Корнеплоды (сах.свекла) 400 - 6350 - 2800 - 3550 - 3500 -  

 

 

Рекомендуемая литература

 

 

1. Багров, М.Н. Оросительные системы и их эксплуатация: учеб. пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ М.Н. Багров, И.П. Кружилин. − М.: Колос, 1978. − 230 с.

2. Журавлев, Г.И. Гидротехнические сооружения: учебники для сельскохозяйственных техникумов. − М.: Колос, 1979. − 174 с.

3. Костяков, А.Н. Избранные труды в двух томах. − М.: Сельхозгиз, 1961.

4. Курсовое и дипломное проектирование по гидротехническим сооружениям: учебное пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ под ред. В.С. Лапшенкова. − М.: Агропромиздат, 1989. − 448 с.

5. Методические указания к выполнению комплексного курсового проекта по сельскохозяйственной мелиорации ⁄ В.А. Самохвалов, В.Е. Ревин, А.В. Иванов (и др.). − Кинель, 1989. − 165 с.

6. Оросительные системы Среднего Поволжья и их эксплуатация: учеб. пособие для сельскохозяйственных вузов ⁄ В.А. Самохвалов, Г.И. Рабочев, А.Л. Рабочев. − Кинель, 1998. − 78 с.

7. Самохвалов В.А. Сельскохозяйственная мелиорация: методические указания. − Кинель: РИЦ СГСХА, 2006. − 68 с.

8. Самохвалов В.А. Оросительные мелиорации: учеб. пособие . − Самара: РИЦ СГСХА, 2008. − 350 с.

9. Гидротехнические сооружения: справочник проектировщика. − М.: Стройиздат, 1983. − 543 с.

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение………………………………………………………………………….3

1. Проектирование пруда и определение режима его работы……………4

1.1 Выбор места створа плотины……………………………………………4

1.2 Расчет притока воды в пруд……………………………………………..6

1.3 Определение объемов пруда и режима его работы…………………….7

1.4 Оросительная способность водохранилища……………………………12

2. Расчет земляной плотины …………………dsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});