Проектирование наливной плотины СПК "Новый рассвет" Бахчисарайского р-на АРК (стр. 5 из 8)
Н = Нгеод. + Σhl + Σhм + hсв. (5.4)
где Нгеод. – геодезическая высота, Нгеод = 80,6 – 20,6 = 60 м;
Σhl – суммарные потери по длине в а/ц и стальном трубопроводе;
Σhм – тоже для местных потерь;
hсв. – свободный напор, hсв. = 1,0 м
Н = 60 + 2,86 +0,286 + 2,06 +0,206 + 1 = 66,412 м
6 ВОДОВЫПУСКНОЕ СООРУЖЕНИЕ
6.1 Выбор типа и конструкции водовыпуска
Пруд проектируется для целей орошения. Для подачи воды на орошение в теле плотины предусмотрен донный трубчатый водовыпуск. Вход в водовыпуск расположен ниже УМО, что позволяет выпускать воду из пруда частично или полностью во время ремонта откосов плотины и очистки ложа пруда от наносов.
Донный трубчатый водовыпуск запроектирован в виде стальной сварной трубы диаметром 300 мм, уложенной под телом плотины. Общая длина водовыпуска 145 м. По длине трубы на неё наварены металлические диафрагмы, служащие для увеличения пути фильтрационного потока под сооружением. В голове водовыпуска установлен приемный колодец, снабженный шандорами и решеткой, оголовок трубы, помещенной в колодец, снабжен раструбом и сеткой. В конце водовыпуска устроен выход в колодец с задвижками: основными и ремонтной. Основные обеспечивают подачу воды на орошение и на сброс. На сбросном трубопроводе запроектирован водобойный колодец.
Траншея под водовыпуск забивается жирными суглинками с тщательным уплотнением вручную. Под диафрагмы устанавливаются специальные приямки. Во избежание коррозии трубы покрывают усиленной гидроизоляцией в два слоя.
6.2 Гидравлический расчет водовыпуска
Расчет сводится к подбору диаметра трубы водовыпуска, позволяющего пропустить необходимый расход.
Пропускная способность напорного водовыпуска может быть определена по формуле:
Q = μω
, м/с (6.1)где μ – коэффициент расхода системы;
ω – площадь поперечного сечения трубы при принятом диаметре, м2;
Н – напор перед трубой водовыпуска, м.
Принимаем стальные трубы диаметром 300 мм (0,3 м) и определяем площадь поперечного сечения трубы
ω =
= 
= 0,07 м2 (6.2)Коэффициент расхода системы определяем по формуле:
μ =
= 
= 0,3 (6.3)где
- сумма коэффициентов сопротивления – местных и по длине; 
= 
+ 
= 9,67 + 1,77 = 11,44 (6.4) =ξвх + ξреш + ξзадв + ξвых= 0,1+0,2+1+0,47= 1,77(6.5)где ξвх – сопротивление на входе, ξвх = 0,1;
ξреш – сопротивление в решетке, ξреш = 0,47;
ξзадв – сопротивление задвижки, ξзадв = 0,2;
ξвых – сопротивление на выходе, ξвых = 1
ξреш = 1,5
4 = 1,5 
4 = 0,47 (6.6)где d1– диаметр раструба, равный 400 мм.
Сопротивление по длине вычисляем по формуле:
ξдл =
= 
= 9,67 (6.7)где λ – коэффициент трения для стальных труб;
l – длина трубы водовыпуска, м; l = 145 м.
Определяем напор перед водовыпуском:
Н = УМО - ОСИ трубы на выходе = 59,10 – 51,07 = 8,03 м (6.8)Подставив полученные данные в формулу 6.1, получим пропускную способность водовыпуска:
Q = 0,3 × 0,07 × 4,43
= 0,26 м3/сПри принятом диаметре d = 0,3 м, получена пропускная способность Q = 0,26 м3/с . Этого расхода достаточно для орошения 113 га орошаемых земель.
6.3 Расчет пруда на опорожнение
Расчет пруда на опорожнение сводится к определению времени опорожнения пруда при выпуске из него воды.
Уровни воды берем через 1,0 м от отметки НПУ = 74,5 до отметки оси трубы на входе = 52,00 м.
Объем пруда при различных уровнях берем по топографической характеристике чаши пруда, пользуясь кривой объемов W = f(Н)
(Приложение А).
Объем сливной призмы определяем как разность между двумя соседними объемами. Средние уровни – среднее арифметическое между двумя соседними уровнями. Напор вычисляем как разность между средним уровнем и отметкой оси трубы на входе.
Расход определяем по формуле 6.1 в м3/с и переводим его в тыс. м3/сут. Время опорожнения находим делением объема сливной призмы в тыс. м3 на расход в тыс. м3/сут.
Результаты сводим в таблицу 6.1
Таблица 6.1 – Расчет на опорожнение.
| Отметка уровня, м | Объем пруда, тыс. м3 | Объем сливной призмы, тыс. м3 | Отметка среднего уровня, м | Отметка оси водовыпуска, м | Дейст. напор, м | Расход | Время опорожнения, сут | |
| м3/с | тыс. м3/сут | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 74,5 | 335 | 9 | 74,25 | 51,07 | 23,18 | 0,45 | 38,69 | 0,23 |
| 74 | 326 | 26 | 73,5 | 22,43 | 0,44 | 38,05 | 0,68 | |
| 73 | 300 | 18 | 72,5 | 21,43 | 0,43 | 37,2 | 0,48 | |
| 72 | 282 | 21 | 71,5 | 20,43 | 0,42 | 36,32 | 0,58 | |
| 71 | 261 | 19 | 70,5 | 19,43 | 0,41 | 35,42 | 0,54 | |
| 70 | 242 | 17 | 69,5 | 18,43 | 0,40 | 34,50 | 0,49 | |
| 69 | 225 | 15 | 68,5 | 17,43 | 0,39 | 33,55 | 0,45 | |
| 68 | 210 | 15 | 67,5 | 16,43 | 0,38 | 32,83 | 0,46 | |
| 67 | 195 | 15 | 66,5 | 15,43 | 0,37 | 31,56 | 0,48 | |
| 66 | 180 | 3 | 65,5 | 14,43 | 0,35 | 30,52 | 0,10 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 65 | 177 | 23 | 64,5 | 51,07 | 13,43 | 0,34 | 29,45 | 0,78 |
| 64 | 154 | 14 | 63,5 | 12,43 | 0,33 | 28,5 | 0,49 | |
| 63 | 140 | 14 | 62,5 | 11,43 | 0,31 | 27,17 | 0,52 | |
| 62 | 126 | 16 | 61,5 | 10,43 | 0,30 | 25,95 | 0,62 | |
| 61 | 110 | 14 | 60,5 | 9,43 | 0,29 | 24,67 | 0,27 | |
| 60 | 96 | 12 | 59,5 | 8,43 | 0,24 | 23,32 | 0,51 | |
| 59 | 84 | 5 | 58,5 | 7,43 | 0,25 | 21,90 | 0,23 | |
| 58 | 79 | 26 | 57,5 | 6,43 | 0,24 | 20,38 | 1,28 | |
| 57 | 53 | 12 | 56,5 | 5,43 | 0,22 | 18,72 | 0,64 | |
| 56 | 41 | 12 | 55,5 | 4,43 | 0,20 | 16,91 | 0,71 | |
| 55 | 29 | 9 | 54,5 | 3,43 | 0,17 | 14,88 | 0,60 | |
| 54 | 20 | 9 | 53,5 | 2,43 | 0,14 | 12,53 | 0,72 | |
| 53 | 11 | 6 | 52,5 | 1,43 | 0,11 | 9,61 | 0,62 | |
| 52 | 5 | Σ 12,78 | ||||||
Поскольку в нормальных условиях эксплуатации пруд должен опорожняться слоями не больше 0,2 м/сут., фактический срок опорожнения составит 63,9 суток.
7 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ГИДРОУЗЛА. ОБЪЕМЫ РАБОТ
Возведению любых гидротехнических сооружений предшествуют работы по переноса проекта в натуру. Он состоит в закреплении на местности отдельных точек сооружения, определяющих его основные осевые лини в соответствии с положением их на генплане.
После переноса проекта в натуру приступают к подготовке основания плотины и ложа пруда.
Первой операцией строительства является снятие растительного слоя грунта с основания плотины, пруда и карьера. Толщина снятия растительного слоя колеблется от 0,2 м по бортам до 1,4 м в тальвеге, где удаляют илистые грунты с малым удельным сцеплением. Срезка растительного грунта ведется бульдозером Д-192 с перемещением 30-70 м. Часть растительного грунта в объеме, необходимом для крепления низового откоса, остается во временном отвале со стороны нижнего бьефа плотины. Остальной грунт грузиться на самосвалы и перемещается во временные отвалы выше зоны НПУ.
Разработка грунта в траншее под замок производится:
1. На правом крутом склоне экскаватором прямая лопата с емкостью ковша 0,65 м3 с погрузкой на автотранспорт и возкой в ядро плотины.
2. Экскаватором - драглайн емкостью 0,8 м3 с выбросом грунта на бровку котлована с перемещением бульдозером на расстоянии от 10 до 30 м, в пригрузочные призмы и ядро плотины.
Разработка грунта в замке производится с оставлением по периметру защитного слоя 30 см, который дорабатывается перед забивкой замка. Доработка защитного слоя производится в днище бульдозером с выбросом экскаватором – драглайн емкостью 0,8 м3 на бровку, на откосах – экскаватором – драглайн.
Укладка грунта в тело плотины и замок ведется с послойным уплотнением слоя 20-30 см при оптимальной влажности. Если грунт, завезенный из карьера, обладает влажностью выше оптимальной, его подсушивают на месте укладки после разравнивания путем выветривания и естественного испарения.