Плотинная схема выработки электрической энергии с приплотинной малой ГЭС на р. Турья мощностью 50 кВт (стр. 3 из 10)

где k_Δ и k_нп – коэффициенты шероховатости и проницаемости откоса (принимаются по таблице 1.10) стр. 22 [1].

k_нг– коэффициент установливаемый по графикам на рис. 1.13. стр.22[1]

k_с – коэффициент, значения которого приведены в таблице 1.11. стр.22[1] в зависимости от заложения откоса и скорости ветра

h_1%–высота бегущей волны обеспеченностью 1 %

h_1% = h_2% ∙k_i=5,1∙0,96=3,95м

k_i – коэффициент для перехода от высоты волны 2% обеспеченности к высоте волны 1% обеспеченности

h_2% = h₀ ∙ β = 6,37∙0,8=5,1м – высота волны 2% обеспеченности.

h₀– высота волны, которая существовала бы при неограниченной глубине водоема.

где k – коэффициент учитывающий интенсивность нарастания волны

W₁₀ – скорость ветра на высоте 10м над уровнем воды, м/с

Д – длина разгона ветряного потока, км

ε – крутизна волны равная

β – коэффициент, учитывающий влияние мелководья определяется по графику рис.1.8. стр.20 [1] в зависимости от Н/λ₀,

где Н – глубина при нормальном подпорном уровне, м

λ₀ – длина волны которая существовала бы при неограниченной глубине водоема

Δh – высота ветрового нагона волны, м

Определяется по формуле:

где α – угол между продольной осью водоема и направлением ветра (принимаем 90˚)

Н – расчетная глубина (принимаем равной глубине при НПУ, м)

а – запас по высоте плотины (принимаем равным 2м)

Тогда отметка по гребню плотины на уровнем моря, мБс

Н_{плотины}= H₀+d = 167,5 + 9,6 = 177,11 мБс

3.2 Ширина плотины по гребню

Определяется по таблице 6.2. стр.166[1] в зависимости от категории дороги (принимаем – V).

Тогда ширина плотины по гребню будет равна ширине земляного полотна и равна 8 м.

3.3 Ширина плотины по основанию

Определяется по формуле:

где В_Г – ширина плотины по гребню, м

d– высота плотины, м

m₁ – заложение верхового откоса

m₂ – заложение низового откоса

3.4Углы наклона откосов плотины к основанию

Угол наклона верхового откоса к остнованию:

Угол наклона низового откоса к остнованию:

4. Расчет коэффициента запаса устойчивости

Для расчета коэффициента запаса устойчивости к_зу необходимо построить кривую линию скольжения по которой возможно обрушение. (см. Приложение7)

При этом фигуру ограниченную с одной стороны этой кривой, а с другой стороны очертанием профиля плотины дискретно поделим на 5 частей.

Необходимо также построить депрессионную кривую, для определения впоследствии веса грунта.

Для этого выполним построение поперечного сечения в осях координат так, чтобы верховой откос пересекал ось У на отметке НПУ (см. Приложение7).

Тогда расчет координат депрессионной кривой (рис 2.1., п. 2) будет выглядеть так (таб. 4.10. п.3 стр.124[1]) :

м³/сут

где L_p– см. п. 2.1.2.

m₂ = m₂ + 0,5 =2,5+0,5 =2,75 заложение низового откоса

Тогда

где h_в – координата точки всачивания

L – см. рис 2.1. п. 2.1.2.

путем изменения координаты Х находим координаты У депрессионной кривой.

Далее по построенным в координатной плоскости кривым определяем коэффициент запаса устойчивости для каждого участка:

где G_i– суммарный вес грунта данного участка

в – ширина данного участка

α – угол заложения верхового откоса

φ – угол внутреннего трения

с – коэффициент удельного сцепления

S – сейсмическая нагрузка

S_i = Q_ki ∙ m ∙ k_c ∙ β⁰_i ∙ η_ik

где Q_ki = G_i

m – коэффициент, учитывающий особые условия работы ГТС (принимаем равным 1, с учетом класса ГТС)

k_c– коэффициент сейсмичности (по табл. 1.23 стр.27 [1], принимаем равным 0,05

β⁰_i ∙ η_ik – принимаем равным 1,5

При нахождении коэффициента запаса устойчивости для удобства заполним таблицу:

14,74

кзу	Ширина участка, м	Fтреуг под депрессионной кривой, м²	Fпрямоуг под депрессионной кривой, м²	Fтреуг над депрессионной кривой, м²	Fпрямоуг над депрессионной кривой, м²	S, м²	GΣ, кг
5,591106	12	7,3	3	1545	20600
1,957305	15	6,1	5	5,2	8461,125	112815
1,511546	15	5,9	7	14457,75	192770
2,133044	15	6,4	7272	96960
3,55023	10	3	2272,5	30300

Суммарный коэффициент запаса устойчивости должен быть не меньше 1,1 (по табл. 1.30 стр.31[1]).

В нашем случае это условие не нарушается. Плотина устойчива к разрушению.

5.Расчет крепления верхового откоса.

Крепление верхового откоса осуществляем при помощи железобетонных плит.

Толщина свободно лежащей плиты определяем по формуле (см.стр.220ф.(8.45)[1]):

где n₂– коэффициент перегрузки (принимаем равным 1)

– высота волны в расчетном шторме (принимаем равной высоте волны 50% обеспеченности)

В_отн– относительная длина ребра плиты

В – длина ребра плиты, расположенной по нармали к линии уреза воды (принимаем 3 м)

γ_W–удельный вес воды

γ_П– удельный вес материала плиты

к_в – коэффициент относительного погружения расчетной плиты в аэрированную среду при действии расчетной взвешивающей нагрузки (табл.8.3.стр.220[1])

6.Расчет водосбросов (паводкового и турбинного)