Мелиорация лесосплавного шляху й гідротехнічних сооружений

1. Гидрологическая характеристика лесосплавного пути.

1.1. Визначення режиму витрат води в розрахунковому маловодному року.

1.2. Побудова інтегральної кривою стоку в розрахункових створах.

1.3. Розрахунок максимальних витрат води в створах проектованих сооружений.

1.4. Побудова кривою витрати в лимитирующем створі.

2. Вибір та обґрунтування схеми регулювання стоку річки.

2.1. Визначення термінів лісосплаву на природних рівнях і розрахунок необхідного його продовження.

2.2. Вибір варіанта схеми регулювання стоку.

2.3. Водногосподарчий розрахунок по прийнятому варіанту схеми регулювання стока.

3. Проект лесосплавной плотины.

3.1. Вихідні данные.

3.2. Вибір створу плотины.

3.3. Вибір типу, і конструкції плотины.

3.4. Гідравлічний розрахунок ширини отвори плотины.

3.5. Лесопропускные устрою греблі і розбивка її отвори на пролеты.

3.6. Розрахунок підземного контуру греблі і бічний фильтрации.

3.7. Статичні розрахунки основних елементів плотины…

Заключение

.

Завдання курсової проект «Меліорація лесосплавного шляху » .

1 Характеристика лесосплавного пути.

1.1 Назва річки й номер замикаючого створу Кама (5).

1.2 Характеристика водозбірної площади:

— дерность 3%;

— заболоченность 10%;

— лісистість 70%.

1.3 Характеристика ділянки, що вимагає улучшение:

— протяжність ділянки від 1510 до 1590 від устья;

— середній ухил дільниці i=0,0009;

— середній коефіцієнт шорсткості h=0,025.

1.4 Характеристика розрахункового лимитирующего створа:

— становище створу 1570 кілометрів від устья;

— водосборная площу перейменують на створі Fлс=2200 км2;

— ухил вільної поверхні I=0.0008;

— коефіцієнт шорсткості n=0.03.

2. Умови й підвищити вимоги лесосплава.

2.1 Вигляд лісосплаву рікою смешанный.

2.2 Молевой лесосплав:

— осаду микропучка 0.56;

— ширина микропучка -;

— довжина микропучка -;

— дефіцит лесопропускной здібності в розрахунковому лимитирующем.

створі 480 тис. м3.

— директивний термін закінчення молевого лісосплаву 10.08.

3. Можливі створи будівництва плотин.

Номер створа.

Становище створу, кілометрів від устья.

Водосборная площа F, км2.

Перед. позначка підпори, Zпроц.

18,1.

19,6.

4. Проектируемая плотина.

4.1 Ділянка під греблю показаний на плані N-4.

4.2 Крива витрати води в створі греблі Q=f (z), прийнята на кшталт 1.

4.3 Задана пропускну здатність лесопропускного устрою для молевого лісосплаву N=830 м3.

4.4 Грунт основи, а берегів в створі греблі суглинок.

4.5 Терміни будівництва греблі 1.08−31.03.

Важливе місце у місцем єдиній транспортній системі країни це водний транспорт лісу, що є дуже ефективним, а деяких районах єдиним способом доставки лісових вантажів споживачам.

Водний транспорт лісу вимагає менших капіталовкладень, ніж автомобільні і залізничні перевезення, бо за лісосплаві використовується природні водні шляху — річки й озера. Проте лісосплав, як і той вид транспорту, матиме високі економічні показники у тому випадку, якщо його шлях перебуває у хорошому технічний стан. Лише небагато річки на їх природному вигляді задовольняють всі вимоги лісосплаву. З іншого боку, в процесі експлуатації річки, може знадобитися збільшення його лесопропускной здатності чи габарита лесосплавного ходу, статися переформування русла чи зміну режиму стоку. У цієї й інших цьому випадку необхідно поліпшення (меліорація) лесосплавного пути.

Завданням меліорацією лесосплавного шляху є забезпечення різними технічними заходами оптимальних умов лісосплаву за певного його вигляді й заданому обсязі. Однією з найефективніших методів поліпшення річки є регулювання стоку.

У заданому курсовому проекті розглядається поліпшення річки саме цим методом. Тут вирішуються також питання, як: отримання гідрологічної характеристики лесосплавного шляху до обсязі необхідному для проектування меліоративних заходів; перегляд можливих варіантів поліпшення річки регулюванням її стоку — та вибір найкращого їх; проектування гідротехнічного споруди — гребля, які забезпечують створення водохранилища.

I. ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСОСПЛАВНОГО ПУТИ.

Для розрахунку гідравлічних і гідрологічних характеристик лесосплавного шляху застосовується методика для невивчених рік і відсутності даних багаторічних спостережень за режимом річки із застосуванням будівельних норм 371−97, 356−96.

1.1 Визначення режиму витрати води в розрахунковому маловодному году.

1.1.1. Розрахунок багаторічних середніх витрат води.

Середній багаторічний витрата води в розрахунковому створі встановлюється по зависимости:

F — площа водоскиду, в аналізованому створі річки, км2.

М0 — середній багаторічний модуль стоку, л/с із першого км2 площі басейну, визначається за відсутності багаторічних спостережень за стоком річки за картою изолиний середнього річного стоку.

Визначення середнього річного стоку води Q0, як всі наступні розрахунки елементів гідрологічного режиму, проводяться всім розрахункових створов, тобто. для лимитирующего створу і створов можливого будівництва греблі. Результати підрахунків видаються в табличній формі. (Таблиця № 1).

Таблиця № 1.

Визначення середнього багаторічного витрати воды.

Найменування створов.

F, км2.

М0 л/с до 1 км².

Q0, м з/с.

1. Лимитирующий.

2. Греблі № 1.

3. Греблі № 2.

8,11.

8,11.

8,11.

12,976.

10,543.

12,165.

1.2. Розрахунок середніх річних витрат води маловодного року 90% обеспеченности.

1.2.1. Встановимо коефіцієнт варіації річного стоку на карті (рис. 1.).

1.2.2. Обчислимо коефіцієнт асиметрії для річного стока.

1.2.3. Встановимо модульний коэффициент.

Ф — відхилення ординат биноминальной кривою забезпеченості до середины.

.(По таблиці Ростера-Рыбкина) Ф=-1,24.

Усі зведемо в таблицю № 2.

Таблиця № 2.

Найменування товаров.

F,.

км2.

Q0,.

м3/с.

СV.

CS.

При забезпеченості Р=90%.

Ф.

ФСV.

К90%.

Q90%,.

М3/с.

1. Лимитирующий.

2. Створ греблі № 1.

3. Створ греблі № 2.

12,97.

10,54.

12,17.

0,22.

0,44.

— 1,24.

— 0,272.

0,727.

9,434.

7,665.

8,844.

1.2.4 Середній витрата води заданої забезпеченості обчислимо по формуле:

1.3. Внутригодовое розподіл стоку для року 90 — % забезпеченості.

Для проектування лесосплавных об'єктів треба зазначити середньомісячні і среднедекадные витрати води для розрахункового маловодного року 90% - ой забезпеченості, визначених по формуле:

— середньомісячні чи середньо декадные витрати води в аналізованому створі,.

— модульні коефіцієнти, що характеризують величину середньомісячних (середньо декадних) витрат воды;

— середньорічний витрата води заданої забезпеченості,.

При виборі модульних коефіцієнтів встановити, якого району належить ріка, на яку складається проект. У цьому проекті ріка Кама, і тому коефіцієнти приймаємо за середнім Уралу.

Результати обчислень зводимо в таблицю № 3.

Створы.

Середньомісячні (посередньо декадные) витрати воды,.

I.

II.

III.

IV.

V.

Мод. коэф.

0,15.

0,15.

0,15.

0,20.

0,30.

0,25.

5,.

7,0.

3,6.

1,42.

1,42.

1,42.

1,89.

2,83.

2,36.

47,1.

66,1.

33,9.

1,15.

1,15.

1,15.

1,53.

2,3.

1,92.

38,3.

53,7.

27,6.

13,3.

13,3.

13,3.

1,77.

2,65.

2,21.

44,2.

61,9.

31,8.

Таблиця 3.

Створы.

Середньомісячні (посередньо декадные) витрати воды,.

Середньорічний,.

VI.

VII.

VIII.

IX.

X.

XI.

XII.

Мод. коэф.

2,2.

1,5.

1,1.

0,6.

0,5.

0,8.

1,0.

0,6.

0,25.

20,8.

14,1.

10,4.

5,7.

4,7.

7,6.

9,4.

5,7.

2,4.

9,43.

16,9.

11,5.

8,4.

4,6.

3,8.

6,1.

7,7.

4,6.

1,9.

7,66.

19,5.

13,3.

9,7.

5,3.

4,4.

7,1.

8,8.

5,3.

2,2.

8,84.

Продовження таблиці 3.

1.4. Побудова інтегральної кривою стоку в розрахункових створах.

Під час проектування регулювання стоку сплавних рік інтегральні криві будують, зазвичай за розрахунковий рік заданої забезпеченості, починаючи із першого января.

Усі для побудови інтегральних кривих стоку в розрахункових створах зводимо в таблицю № 4.

Правильність обчислень можна перевірити: обсяг інтегрального стоку наприкінці грудня має дорівнювати обсягу річного стоку, вычисленному по формуле:

з допустимим розбіжністю 2−3%.

За даними останньої рядки таблиці № 4 будуємо інтегральні криві стоку для лимитирующего створу і створу греблі № 1.

Рис. 2. Інтегральна крива стоку для лимитирующего створу і створу греблі № 1.

За даними першого рядка чудово таблиці № 4 побудуємо гидрограф річки Кама в розрахунковому лимитирующем створі. (рис. 3).

Рис. 3. Гидрограф в розрахунковому лимитирующем створе.

1.5 Розрахунок максимальних витрат води в створах проектованих сооружений.

Цей розрахунок необхідний розрахунку отворів гребель й універсального визначення умов пропуску води під час строительства.

Для лесосплавных гребель IV класу капітальності отвори яких розраховуються на перепустку максимальних витрат 5%-ой забезпеченості і перевіряються на перепустку максимальних витрат 1%-ой забезпеченості. З іншого боку, під час будівництва лесосплавной греблі IV класу капітальності перевіряється на перепустку дощового паводка з витратою води 20%-ой обеспеченности.

1.5.1 Визначення розрахункових максимальних витрат малих вод (весняного половодья).

Максимальний витрата талих вод з забезпеченістю Р%.

— розрахунковий шар сумарного стоку повені забезпеченістю Р%, мм.

F — площа водозбору в розрахунковому створі, км2.

— коефіцієнт дружности повені,.

n — показник ступеня, що характеризує зменшення дружности повені залежно від площі водосбора.

?1 — коефіцієнт, враховує зниження максимального витрати на річках, зарегульованих озерами;

?2 — те в залесенных і заболочених бассейнах.

Розрахунковий шар стоку повені заданої обеспеченности.

— модульний коефіцієнт шару стоку повені розрахункової обеспеченности;

— середній багаторічний шар стоку повені (мм), визначається за картою изолиний (рис 4); =160 м.

— коефіцієнт варіації шару стоку повені, визначається за картою изолиний. (рис.5).

Коефіцієнт асиметрії шару стоку повені.

Кр5%=1,77*0,325+1=1,58 Кр1%=2,68*0,325+1=1,87.

hp5%=1,58*160=252,8 hp1%=1,87*160=299,2.

— залесенность басейну котре виражається у відсотках від площі водозбору бассейна;

— заболоченность басейну у відсотках від площі водосбора.

?2=1?0,8(0,05?65+0,1?5+1)=0,46.

Розрахунок максимальних витрат і рівнів води обох створов гребель виробляємо в таблиці № 5.

Таблиця № 5.

Найменування створов.

Установивши величину максимального витрати води дощового паводка 20% - іншої забезпеченості за дзвоновидною кривою витрат, знаходимо відповідну оцінку рівня високих вод дощового паводка розрахункової забезпеченості. Усі зводимо в таблицю № 6.

Таблиця № 6.

Найменування створов.

F, км2.

В.

S'.

.

УВВ обеспеченным.

Створ греблі № 1.

3,0.

0,76.

91,2.

16,7.

Створ греблі № 2.

45,83.

104,5.

16,9.

1.5.2 Побудова кривою витрати в лимитирующем створе.

У межах оцінок поперечного профілю призначається рівні на оцінках Z1, Z2, Z3 за початковий «нульової» рівень Z0 приймається рівень нижньої точки дна, котрій все гідравлічні елементи перерізу рівні нулю. Для рівня вычисляются:

а) площа живого перерізу? м2, розміщена від дна до даного уровня.

б) ширина русла по дзеркала води цьому рівні, У м.

в) середня глибина, еквівалентна при широкому руслі гидравлическому радіусу R;

р) швидкісної множник.

буд) середня швидкість потоку, м/с.

е) витрата води ,.

Усі результати розрахунків зводимо в таблицю 7.

Таблиця № 7.

?Z, м.

?, м2.

У, м.

м.

З,.

V,.

Q,.

10,9.

30,5.

30,5.

1,12.

34,16.

65,7.

33,5.

1,96.

1,75.

114,97.

104,5.

2,82.

59,5.

2,23.

233,04.

За даними таблиці № 7 праворуч від поперечного профілю будуємо графіки залежностей і (рис. 6).

Рис. 6.

II Вибір та обґрунтування схеми регулювання стоку реки.

2.1. Визначення термінів лісосплаву на природних рівнях і розрахунок необхідного його продления.

Розрахунок проводиться для найбільш несприятливого в умовах лісосплаву (лимитирующего) створу, становище якого зазначено в завданні. Це завдання вирішується у наступному последовательности:

2.1.1 Визначається мінімальна сплавна глубина.

Т — максимальна осаду сплавляемых одиниць; Т=0,56.

Z — даний запас, приймається 0.10 — 0.15 м.

0,56+0,14=0,7 м.

2.1.2 Визначається мінімальний сплавний витрата води в лимитирующем створі, у якому забезпечується мінімальна сплавна глибина, а при молевом сплаві, також і мінімальна експлуатаційна швидкість 0.15 — 0.2 м/c.

Мінімальний сплавний витрата визначається по поперечному профілю лимитирующего створу і кривим витрати води та швидкостей, збудованим при цьому створу (рис.6).

Як розрахункової величини приймається найбільше з цих двох знайдених величин. Рівень води, відповідальний розрахункової величині мінімального сплавного витрати називається мінімальним сплавним уровнем.(Мин. СУВ).

2.1.3 Дата закінчення лісосплаву на природних умовах визначається условием:

— среднедекадный чи середньомісячний витрата води в лимитирующем створе.

Початок сплаву на природних рівнях -1.V.

Кінець сплаву на природних рівнях — 31.V.

Початок регулювання сплаву -1.VI.

2.1.4 Терміни продовження періоду лісосплаву з допомогою регулювання стока.

Визначимо годинну лесопропускную здатність у потрібний лимитирующем створе:

— коефіцієнт переходу від поверхневою швидкості течії до швидкість руху колод стислому сечении лесосплавного хода.

— середня поверхнева швидкість течії за мінімальної сплавном витратах ;

— стиснута ширина лесосплавного ходу, м.

в — ширина по дзеркала води в лимитирующем створі при Мін. СУВ; в=29 м.

? — коефіцієнт використання ширини річки на стиснутому сечении.

— граничний коефіцієнт заповнення лесосплавного ходу стислому сечении;

g — обсяг лісоматеріалів, щільно які містяться на 1 м² акватории:

— середній діаметр колод, м.

Твір коефіцієнтів і ;

При.

Тривалість молевого лісосплаву на регульованому стоці (число годин ефективного додаткового харчування) n:

Д — дефіцит лесопропускной здібності, м3.

Кількість діб, яким має бути продовжений період лісосплаву принагідно двозмінної роботи, тобто. при сезонному регулюванні стока:

суток.

14 — число годин лісосплаву на добу при двозмінної работе.

2.2.Выбор варіанта схеми регулювання стока.

2.2.1 Перевірка можливість застосування добового регулирования.

Доба регулювання стоку треба використовувати лише подовження термінів молевого лесосплава.

Першим критерієм застосовності добового регулювання стоку є гранична дальність дії попуска (). Ця величина обумовлюється явищем распластывания хвилі і обмеженої тривалістю попуска.

За середнього показника ухилі і = 0.0009 гранична дальність дії попуска буде:

Рис. 7.

Розрахунок ведемо по створу греблі № 1:

Отже, добове регулювання невозможно.

2.2.2 Перевірка можливості сезонного регулювання стоку.

Сезонного регулювання стоку можна використовувати для продовження періоду молевого лесосплава.

Дата початку додаткового харчування відповідає початку розрахункового інтервалу часу, наступного за закінченням періоду лісосплаву на природних рівнях 1.VI. Дата закінчення додаткового харчування 7. IV .

Середній витрата в лимитирующем створі:

Середній у період витрата води додаткового питания:

А, щоб забезпечити додаткове харчування протягом періоду, необхідний корисний обсяг водохранилища:

І тому обсягу відповідає позначка? НПУ (нормальний підпірний рівень) рівна 17 м, що від 19,3 м. Отже, сезонне регулювання возможно.

Після перевірок бачимо, що сезонне регулювання стоку в створі греблі № 1 на 1630 кілометрів від гирла реки.

2.3. Водногосподарчий розрахунок по прийнятому варіанту схеми регулювання стока.

Для обраного варіанта виробляється уточнений водногосподарчий расчет.

3.1. Сезонного регулювання стоку.

1) Тривалість періоду додаткового харчування з 1. VI по 7.VI.

2) Весь період додаткового харчування розбивають на частини (декады).

У нашому випадку розбивка зайві, т.к. додаткове харчування проводиться до однієї декаду.

3) У табличній формі виробляємо розрахунок величини корисного обсягу водохранилища.

Таблиця № 8.

№ розрахункового периода.

Терміни розрахункового периода.

Тривалість розрахункового періоду, ?Т.

Порівн. за розрахунковий період витрати,.

.

1.06−7.06.

24,27.

0,73.

416 275,2.

Обсяг води, корисно срабатываемый з водосховища за певний період :

Повний обсяг води, що має бути запасен у Каховському водосховищі даний розрахунковий період :

4) З’ясуємо де режим витрати води з водосховища під час додаткового питания.

Зарегульований витрата води, що надходить із водохранилища:

— природний витрата в створі греблі за розрахунковий період, приймається за таблицею 3.

Обсяг зарегулированного стоку з водохранилища:

Результати підрахунків зводимо в таблицю № 9.

Таблиця № 9.

№ розрахункового периода.

Терміни розрахункового периода.

Тривалість розрахункового періоду, ?Тсут.

Порівн. за розрахунковий період витрати води,.

.

1.06−7.06.

19.72.

0.73.

20.45.

5) Перевіряємо забезпеченість зарегулированного режиму стоку в створі греблі природною приточностью в маловодному року 90%-ной обеспеченности.

Щоб не погіршити умови лісосплаву на природних рівнях й забезпечити требующийся режим додаткового харчування, для створу греблі необхідно дотримуватися неравенство:

— обсяг річного стоку (= 221 854 500 м3).

— обсяг зарегулированного стоку у період додаткового питания.

— обсяг стоку у період сплаву на природних умовах, тобто. початку лісосплаву на початок додаткового питания.

221 854 500>(10 601 280+127410000) 221 854 500>138 011 280.

тобто умова виконується.

6) Визначимо оцінку рівня мертвого обсягу водосховища (УМО).

— база води в нижньому б'єфі греблі при зарегульованому витратах у тому розрахунковому періоді додаткового харчування, коли водосховище срабатывается до наинизшего рівня, тобто. до УМО.

?Z = 0,1−0,3 м — перепад рівнів, необхідний пропуску через греблю зарегулированного витрати. (?Z = 0,2 м).

Значимість беремо з таблиці № 9, після чого визначаємо за дзвоновидною кривою витрати в створі греблі № 1.

= 16.1+0.2=16.3 м.

відповідає мертвому обсягу =1 000 000 (знайшли за дзвоновидною кривою витрати водосховища W=f (Z)).

7) Знаходимо повний обсяг водосховища як сукупність мертвого і потенційно корисного объемов.

Див. Мал.8 Визначення основних параметрів водохранилища.

=1+10,6 =11,6 млн.

Повному обсягу водосховища соответствуетустановленная за дзвоновидною кривою объема.

— умова виконується. 18.2.

III Проект лесосплавной плотины.

3.1. Вихідні данные.

а) 385.33 м3/с 2. а) 18.1 м.

б) 91.2 м3/с б) 16.7 м.

в) 20.45 м3/с в) 16.1 м.

456.06 м3/с.

3. 18.2 м16.3 м.

4. Грунт суглинок.

5. Задані терміни будівництва з 1.08 по 31.03.

Тип кривою.

Рис. 9. Криві витрат води в створі греблі Q=f (Z).

Рис. 10 Ділянка під плотину-план №.

3.2. Вибір створу плотины.

Греблю розміщається дільниці найбільшого зближення крутих берегів долини про те, щоб мати найменшу довжину дамб сопрягающих греблю з берегами. Безпосередньо нижче створу греблі треба мати порівняно прямолінійний ділянку річки про те, ніж створювати умов розмиву береги, і освіти заторів лісу у нижньому б'єфі греблі.

Водопропускная частина греблі (водоскид) розташовується перпендикулярно динамічної осі потоку й у найбільш зниженою частини русла, щоб забезпечити найкращі умови для пропуску високих вод.

Створ греблі № 1 будуть розміщений дільниці під греблю — план № 4 рис. 10.

3.3. Вибір типу, і конструкції плотины.

Тип флютбета — свайный, т.к. натиск одразу на порозі греблі до 4.0 м, а грунт дозволяє забивку свай.

Тип устоїв — ряжевые.

Конструкція постійних проміжних опор — контрфорсные, шириною 0,4 — 0,7 м.

Конструкція ряжей — з колод суцільний рубки.

Тип затворів — звичайні плоскі щиты.

Тип мосту — служебный.

3.4. Гідравлічний розрахунок ширини отвори плотины.

Водосливное отвір греблі класу капітальності розраховується на перепустку максимального витрати 5%-ной забезпеченості та перевіряється на перепустку максимального витрати 1%-ной забезпеченості. З іншого боку, по експлуатаційним умовам отвір греблі розраховується на перепустку зарегулированного витрати за мінімальної напорі одразу на порозі споруди, тобто. при позначці рівня мертвого обсягу. Оскільки перепустку максимальних витрат відбувається за повністю знятих щитах, отвір лесосплавных гребель в гідравлічному відношенні можна розглядати як водозлив із широкою порогом.

Розрахунок ширина отвори лесосплавной греблі проводиться у наступному последовательности.

3.4.1. Встановимо оцінку порога водосливного отвори в умовах лісосплаву через створ плотины.

— мінімальна сплавна глибина для відповідного виду лесосплава;

— мінімальний зарегульований рівень води під час лесосплава.

16.1 — 0.7= 15.4 м.

Якщо за створ греблі роблять лише молевой лісосплав, як у нашому разі, то приймається останньому розрахункового периода.

Зрозумівши, знаходимо натиск одразу на порозі плотины:

=18.2 — 15.4=2.8 м.

3.4.2. Визначимо стиснуту ширину отвори з умови пропуску максимального витрати 5%-ной обеспеченности.

а) складемо розрахункову схему пропуску води через створ плотины.

Оскільки = 18.2выше, то приймаємо таку схему.

Рис. 11. Розрахункова схема до визначення ширини отвори плотины.

б) встановимо тип водозливу із широкою порогом по условию:

(водозлив не затопленный).

2.7 м.

— натиск на водосливе.

2.8 м; 2.72.24.

умова не виконується, отже, водозлив затопленный.

в) визначимо стиснуту ширину водосливного отвори греблі у разі затопленого водослива:

— максимальний витрата води 5%-ной забезпеченості; =385.33 м3/с.

m — коефіцієнт витрати (0,36?0,38); m=0,38.

— повний натиск на водосливе, який приймаємо рівним статичному натиску М; =2.8 м.

— коефіцієнт затоплення, приймається залежно від рівня затопления.

0.96 знаходимо 0.59.

3.4.3. Також визначимо стиснуту ширину отвори з умови пропуску зарегулированного витрати при наинизшем рівні верхнього б'єфа, тобто. при, використовуючи таку схему. (рис.12).

Рис. 12. Розрахункова схема до визначення ширини отвори плотины.

Як розрахункового витрати тут беремо у разі сезонного регулювання стоку зарегульований витрата останньому розрахункового периода.

20.45 м3/с.

16.3−16.1=0.2 м.

3.4.4. Вибираємо розрахункову стиснуту ширину отвори найбільшу з цих двох, тобто. 83 м.

3.4.5. Визначаємо повну ширину отвори з урахуванням стискування струн підвалинами і постійними опорами. Знаходимо її за наближеною формуле:

? = 0,85?0,95 — коефіцієнт бічного сжатия.

83/0.95=87 м.

3.5. Лесопропускные устрою греблі і розбивка її отвори на пролеты.

3.5.1. Визначаємо ширину лесопропускного устройства.

Кількість колод, які мають одночасно укладати отвір лесопропускного устройства:

— задана пропускну здатність лесопропускного устрою греблі,.

— швидкість подачі колод в лесопропускное пристрій, м/с 0,5?1,0 м/с =0,5 м/с.

d — середній діаметр колод, м d=0,7 м.

k — поправочний коефіцієнт на нерівномірність впуску; к=0,6.

Приймаємо штуку.

Ширина лесопропускного влаштування у свету.

м.

0,1 м — зазор по ширині між сусідніми колодами й між колодами і стінками лесопропускного устройства.

Оскільки вийшло, що.

3.5.2. Встановлюємо тип лесопропускного устрою. Найпростішим і найзручнішим в експлуатації типом є лесопропускное отвір (ЛПО), з порогом лише на рівні порога греблі. Цей вид лесопропускного устрою застосуємо, если.

— витрата води через повністю відкрите лесопропускное отвір при позначці НПУ у верхній бьефе.

— мінімальний зарегульований витрата води чи мінімальний витрата попуска;

= 20,45 м3/с.

У умовах водозлив завжди виявляється незатопленным і, следовательно:

— стиснута ширина лесопропускного устрою;

умова виконується, отже, встановлюємо лесопропускное отвір шириною =1,5 м.

3.5.3. Намічаємо розбивку отвори греблі між підвалинами більш дрібні прольоти шляхом устрою постійних проміжних опор — контрфорсов.

а) При установці постійних проміжних опор прольоти призначаються між контрфорсами .

б) Ширина отвори між проміжними сторонами робочий діаметр тунелю, з урахуванням товщини стін ряжевых опор і середній товщини контрфорсов, становить: .

в) Через війну розбивки отвори греблі на прольоти для водосливного фронту греблі має бути витримано умова:

з допустимим відхиленням +10 до -5%.

Відхилення становить — 1,88%, що допустимо.

3.5.4. Вычерчиваем схему розбивки отвори греблі на прольоти (рис.13).

Рис. 13. Розбивка отвори греблі на прольоту контрфорсами.

3.5.5. Прийняте отвір греблі перевіряємо на перепустку максимального витрати води 1%-ной забезпеченості -. Вивищення рівня верхнього б'єфа над порогом греблі визначається по формуле:

У цієї формули підставляємо фактичну величину.

Оскільки, не знаючи величину не можна визначити, чи буде у цьому випадку водозлив затоплений чи ні, розрахунок ведеться подбором.

Приймаємо і визначаємо, та був знаходимо отношение.

18,3 — 15,4=2,9 м.

Якщо < 0,8 — розрахунок виконано правильно. Якщо ж > 0,8 — водозлив затоплений і треба задаватися .

— умова не выполняется.

Позначка подпорного рівня високих вод 1%-ной обеспеченности:

3.6. Розрахунок підземного контуру греблі і бічний фильтрации.

Розміри підземного контуру греблі встановлюються фильтрационным розрахунком. Розрахунок ведеться у наступному последовательности.

3.6.1. Вибираємо тип підземного контуру греблі, призначаємо його попередні розміри і вычерчиваем схему (Рис.14). Залежно від напору споруди (М =2,8) і грунту підстави (суглинок) флютбет греблі влаштовуємо свайным. При призначенні розмірів підземного контуру греблі керуємося такими практичними формулами:

Довжина предпонурной подушки.

Довжина понура.

Довжина водобоя.

Довжина зливу.

Довжина рисбермы.

Глибина забивання королевого шпунта, отсчитываемая від позначки дна котловану приймаємо .

Глибина забивання понурного шпунта (також від дна котлована).

Загальна глибина забивання шпунтов.

(2,5+2)8.

Можливо допущений невеличкий запас не більше 10−20%, отже умова виконується.

3.6.4. Будуємо наведену эпюру фільтраційного тиску флютбет і підставі її визначаємо величину фільтраційного тиску понур і фартух (рис15).

Рис. 15. Наведена эпюра фільтраційного тиску води на флютбет плотины.

Для отримання величини повного тиску водонепроникний елемент флютбета слід врахувати взвешивающее тиску з боку нижнього бьефа.

— піднесення горизонту води нижнього б'єфа при закритою греблі під дном котлована.

м.

і - натиск фільтраційного потоку на початку й наприкінці контуру з урахуванням зваженого тиску з боку нижнього бьефа.

Розмір противодавления на 1 пог.м. ширини понура і водобоя обчислюється по формулам:

— обсяг ваги води. (1,0 т/м3).

— довжина понура, м.

— довжина водобоя, м.

Розрахунок бічний фильтрации.

14>8.

умови выполняются.

3.7. Статичні розрахунки основних елементів плотины.

3.7.1. Розрахунок проміжної стійки без подкоса.

Рис. 16 Схема розрахуватися проміжних стоек.

Оскільки, то вибираємо розрахункову схему на рис. 16.

Перевищення центру верхньої балки над НПУ:

— перевищення центру верхньої опори над :

— перевищення над НПУ.

Розрахункова довжина проміжної стойки:

М — натиск одразу на порозі греблі у її верхньому б'єфі, м.

А, щоб усе щити у суцільному прольоті мали однакову ширину необхідно, щоб відстань вісях стійкий відповідали равенству:

L — проліт в вісях лицьових стін постійних опор, м.

k — відстань від осі лицьової стіни опори до осі корінний стійки; k=0,2.

n — число проміжних стійкий в пролете.

Для прийнятих визначень та обраної схеми навантаження верхня і нижня опорні реакції вертикальної стійки составляет:

— питому вагу води (=1 т/м3).

Максимальний изгибающий момент виникає у сечении, віддаленому від центру верхньої опорною балки на величину.

Значення максимального изгибающего моменту перебувають розслідування щодо зависимости:

Необхідний момент сопротивления:

— розрахункове опір деревини на вигині, кг/см2.

=100 кг/см2.

Типове перетин дерев’яної проміжної стійки вибирається за таблицею 1[2]. При вибираємо перетин W=2843 cм3.

3.7.2. Розрахунок свайного флютбета на сдвиг.

Сдвигающей силою є гідростатичний тиск води при закритою греблі і рівні верхнього б'єфа, тобто. при. Стійкість проти зсуву створюється з допомогою круглих паль і шпунтов, забитих у ґрунт основи, а працівників горизонтальну нагрузку.

Завдання розрахунку — перевірка прийнятої при конструюванні схеми забивання паль, їх перетинів і глибини забивки.

Розрахунок ведеться на ширину відсіку флютбета рівної відстані між сусідніми поздовжніми рядами паль, тобто. однією подовжній ряд паль у суцільному прольоті плотины.

Рис. 18. Схема розрахуватися свайного флютбета на сдвиг.

приймаємо.

Розрахункова сдвигающая сила при.

У межах розрахункової схеми є 7 паль площею F, м2 кожна і шпунтовые ряди завтовшки і, м, навантаження яка припадає однією палю чи кожен із шпунтовых рядів визначається по формулам:

Площа палі визначається по формуле:

Рис. 19.

Міцність грунту забезпечена за дотримання наступних условий:

h — глибина забивання паль, м.

d — діаметр палі, м.

а — піднесення осі насадки над дном котловану. (а=0,5 м).

m — коефіцієнт залежить від характеру грунта.

— питому вагу грунту, кН/м3.

— кут внутрішнього тертя грунту, град.

При насиченні підстави водою об'ємний вагу грунту привертається зваженому состоянии.

0,26.

2,5.

1,66.

Глибину забивання паль приймаємо 4 м, понурного шпунта 2 м, королівського шпунта — 2,5 м.

Максимальний изгибающий момент для палі чи шпунта в тм:

Міцність палі чи шпунта перевіримо по зависимости:

— моменти опору палі і розрахункові секції шпунта, см3.

розрахункове опір на вигині, кг/см3.

Отже умови выполняются.

3.7.3. Розрахунок ряжевого підвалини на сдвиг.

Ряжевые підвалини розраховуються на зрушення убік отвори греблі під впливом распора грунту берегової засипки. Площину зсуву — гору насадок при свайном флютбете.:

Розрахунок ведеться на секцію підвалини, що за самої вузької частини між открылками. Ширина розрахункової секції, а приймається рівної повздовжньому розміру ящика підвалини, тобто відстані в вісях його поперечних стенок.

Висота устоя:

— позначка верхи підвалини, м.

— позначка підстави підвалини, м.

Рис. 20 Розрахункова схема ряжевого підвалини та її основания.

Ширина ряжевого підвалини вузькому його частину береться не більше В=(0,6?1,0); а=1,5 м.

В=0,6?4,8=2,88 м приймаємо В=4 м.

Обсяг розрахункової секції ряжа:

Обсяг дерев’яного каркаса ряжа:

Обсяг загрузки:

Вага дерев’яного каркаса ряжа і ваги завантаження при водопроницаемых водобое і загрузке:

Сдвигающая сила — розпір грунту засипки із боку берега чи земляний дамбы:

— висота підвалини від площині зсуву, м.

а — ширина розрахункової секції підвалини, м.

 — питому вагу і кут внутрішнього тертя грунту засипки за устоем.

Сила опору зрушенню беруть із двох компонентов:

а) сили тертя дерев’яного каркаса розрахункової секції підвалини по насадкам чи з ряжу флютбета:

— діючий вагу ряжа розрахункового отсека.

і - коефіцієнт передачі ваги навантаження на каркас.

— коефіцієнт тертя ряжа по насадкам чи з ряжу флютбета з урахуванням врубок;

б) сили тертя решти засипки розрахункового відсіку по грунту основания:

— коефіцієнт тертя засипки ряжа по грунту підстави;

Стійкість ряжевого підвалини забезпечується якщо виконується условие:

умова выполняется.

7.4. Розрахунок свайного підстави ряжевого устоя.

Завдання розрахунку — добір глибини забивання паль, підтримують устой.

Перекидаючий момент щодо осі А-А (рис. 20).

Утримуючий момент:

Відстань від лицьової стінки ряжа до перетину рівнодіючої вертикальних і горизонтальних сил R з підставу ряжа:

Ексцентриситет равнодействующей:

Навантаження нові палю в розрахункової секції за однакової діаметрі і глибині забивання всіх свай:

— число паль в розрахункової секції підвалини; n=3.

x — відстань від центру ваги свайного підстави до відповідної сваи;

Відраховується убік отвори греблі зі знаком «+», убік берега «-».

Глибина забивання паль h та його діаметр d підбираються те щоб виконувалося условие:

— допускаемая навантаження сваю;

т.

— допускаемое тиск на грунт; 45т/м3.

k — коефіцієнт залежить роду грунту; k=0,25.

— питому вагу грунту; =1,9.

h — глибина забивання паль; h=4м.

F — площа поперечного перерізу палі;

d — діаметр палі; d=0,2 м.

U — периметр палі;

? — удільне опір тертя грунту 45т/м3.

умова выполняется.

7.5. Розрахунок стоечного контрфорса.

Стоечные контрфорси можна використовувати постійні проміжні опори у суцільному прольоті плотины.

При розрахунку контрфорса враховуються такі силы:

1) Гідростатичний тиск води P0 на контрфорсе і щити, безпосередньо нею опирающиеся.

2) Горизонтальна сила, передана на контрфорс верхніми опорними балками, куди в суміжних з рассчитываемым контрфорсом прольотах спираються проміжні стойки.

Гідростатичний тиск води (т).

В=.

— питому вагу воды;

М — розрахунковий натиск одразу на порозі греблі.

— відстань між осями контрфорса і проміжних стійкий, м.

Відстань робочий діаметр тунелю.

— ширина контрфорса; 0,5 м.

L — ширина обраної проміжної стійки. L =0,25 м.

Інша діюча на контрфорс горизонтальна сила:

— число проміжних стійкий в суміжних з розрахунковим контрфорсом прольотах; n=3.

— верхня опорна реакція проміжної стойки;

Контрфорс сприймається як ферма, і тому всі діючі сили вважаються прикладеними в вузлах (рис.21).

З огляду на це, сила розкладається на дві складові. При трикутною формі эпюры навантаження :

Рис. 21. Розрахункова схема контрфорса з одиночними подкосами.

Вертикальні складові, діючі по осях першої та другої стійкий контрфорса і розтягують ці стойки:

— кути нахилу до обрію першого і другого подкосов контрфорса.

Стойки контрфорса перевіряють з відривом зусиллями :

F — площа поперечного перерізу стойки.

Сили, які у подкосах контрфорса:

Подкосы контрфорса перевіряють на стиснення зусиллями і подовжній вигин, з урахуванням якого дійсне напруга визначається по формуле:

— розрахункові зусилля у подкосе, кг.

F — площа поперечного перерізу подкоса;

W — момент опору перерізу подкоса, см3.

М — изгибающий момент.

Є - найбільший ексцентриситет сили P. S щодо осі подкоса, м.

W=.

7.6. Розрахунок нижніх наполегливих брусьев.

Нижні наполегливі бруси сприймають через поперечний розподільний брус горизонтальне тиск від нижніх кінців проміжних стійкий і передають його через прямі зуби на подовжні брусья.

Необхідна площа смятия:

— сила, рівна нижньої реакції проміжної стойки.

— коефіцієнт смятия впоперек волокон на частини довжини.

Висота завзятої бруса по конструктивним міркувань береться не більше:; ширина його.

Приймемо ,.

У конструкції приймемо 1 брус, т.к.

Довжина зуба перебувають розслідування щодо допускаемому напрузі на скалывании вздовж волокон:

— допускаемое напруга на скалывании вздовж волокон.

Приймаємо.

Прийнявши число зубів n=2 й призначивши висоту зуба перевіряємо напруга на смятие зуба вздовж волокон:

— коефіцієнт смятия 100 кг/см2.

умови выполняется.

7.7. Розрахунок щитів і вибір подъемников.

Як затворів низконапорных дерев’яних гребель використовуємо що сковзають щити. (рис.22).

Рис. 22. Схема розрахуватися довжини щита.

Довжина щита:

У — відстань вісях проміжних стоек;

Є - зазор між щитами і стійкою 0,01−0,02 м.

Розрахункова довжина щита між умовними точками опори:

Розрахунок міцності виробляється для нижньої дошки нижнього щита, ширину дошки приймаємо .

Напір над центром цієї доски:

Тиск однією метр дошки (Т/м).

Максимальний изгибающий момент ().

Необхідний момент сопротивления:

Товщина щита:

Приймаємо товщину щита? =.

Висота щитів призначається те щоб зусилля на підйом кожного було приблизно однаковим. Висоту нижнього щита призначають:

Рис. 23. Схема розрахуватися висоти щитов.

Призначаємо.

Гідростатичний тиск на нижній щит (Т) при розрахунковому напорі М (м).

Необхідна зусилля на підйом щита — підйомні усилия.

G — вагу щита з поковками, т.

F — коефіцієнт тертя між щитами і стійкою з урахуванням можливості забруднення поверхні (дерево про сталь-).

Підіймаючись щитів коміром зусилля (Т); прикладене для її ручці. (Рис. 24).

r — радіус валу ворота; 0,1 — 0,15 м; r = 0,1 м.

з — довжина рукоятки від осі валу; 0,5−0,75 м.

n — число рукояток (1 чи 2).

? — ККД ворота; 0,8.

Рис. 24. Схема розрахуватися ворота.

N =.

Т.к. у розрахунку вийшло, то ставляться двоє рабочих.

7.8. Розрахунок верхньої завзятій балки і службового моста.

Під час проектування верхнього будівлі греблі вибираємо схему, коли верхня завзята балка служить для подпирания верхніх кінців проміжних стійкий й працює лише з горизонтальну навантаження; службовий міст має самостійні прогони. (Рис.25).

Рис. 25. Розрахункова схема верхнього будівлі плотины.

1- верхня завзята балка.

2- Прогон.

3- Проміжна стойка.

Верхня завзята балка спирається на лицьові стіни устоїв, у нашій випадку на верхню насадку контрфорса. Отже, розрахунковий проліт верхньої завзятій балки дорівнює відстані в вісях контрфорсов. Розрахункова схема верхньої завзятій балки зображено на Рис. 26.

За максимальним изгибающему моменту встановлюємо необхідний момент сопротивления.

Кількість колод, складових опорну балку знаходимо з условия:

— число колод у завзятій балке.

— момент опору одного бревна.

Для складання верхніх наполегливих балок використовуємо колоди, приймемо d = 0,28 м.

Кількість колод візьмемо.

Умова выполняется.

Верхня завзята балка матиме вид: Рис. 27.

Рис. 27. Упорядкування верхньої завзятій балки.

Розрахунок службового мосту, схема якого приведено на рис. 28 ведемо у наступному последовательности:

Рис. 28 Схема службового моста.

Дошку статевого настилу розраховуємо на вигин, як балку двома опорах, яку діє навантаження від дозволеної маси. На дошку шириною з відривом між поперечками питома навантаження (т/м).

т/м2.

Максимальний изгибающий момент:

Момент сопротивления:

Товщина дошки настила:

Конструктивно приймаємо.

Поперечку розраховуємо як балку двома опорах з прольотом .Її рівномірно розподілена навантаження, передана від настила.

Момент сопротивления:

По конструкційним міркувань поперечини з колод повинен мати діаметр щонайменше 16 див. (d = 16 см).

Прогін службового мосту розраховується як балка двома опорах з тим самим прольотом, як і верхня завзята балка.

Зосереджена навантаження прогін від однієї поперечини при двухпрогонном мосте:

Яка Припадає однією прогін зосереджена навантаження від звідного зусилля Т та значимості підйомника прикладена у разі посередині прольоту (Рис.29).

для розрахункової схеми на рис 29 будуємо эпюру изгибающихся моментів і визначаємо .

Рис. 29. Розрахункова схема прогону службового моста.

Максимальний изгибающий момент:

Момент сопротивления:

Прогони робимо з колод приймаємо d=28 см.

Кількість колод n=1, інші прогони конструктивно приймаємо так само размеров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

У цьому курсової роботі отримали гидрологическая характеристика лесосплавного шляху до обсязі, необхідному для проектування меліоративних заходів. Розглянуто можливі варіанти поліпшення річки регулюванням її стоку., розробили варіант сезонного регулювання стоку. Була запроектована гребля,. І це загалом характеризується як дерев’яна ряжевая гребля наскрізний рубки на свайном підставі з контрфорсами, отворами, перекрываемыми звичайними пласкими щитами по знімним стойкам зі службовим мостом.

Запроектована гребля забезпечує створення водосховища, що дозволяє продовжити терміни лесосплава.

1. В. В. Савельев «Меліорація лесосплавных колій та гідротехнічні споруди», М.:Лесная промисловість., 1982.

2. М. М. Овчинников «Меліорація лесосплавных колій та гідротехнічні споруди». Методичні вказівки. С-Петербург., ЛТА — 1996.

3. П. Ф. Войтко «Меліорація лесосплавных колій та гідротехнічні споруди». Методичні вказівки до виконання курсового проектування, Йошкар-Ола, МарПИ, 1994.

4. Савельєв, Овчинников «Меліорація лесосплавных колій та гідротехнічні сооружения». Методические вказівки до курсовому проектування., Л.: ЛТА, 1974.