Визначення відмітки гребеня

Відмітка гребеня греблі визначається як перевищення над розрахунковим рівнем води для двох розрахункових випадків( визначаємо перевищення h_s):

- при нормальному підпірному рівні (НПР) (рис. 4.4, а);

- при форсованому підпірному рівні (ФПР) (рис. 4.4, б).

Рис. 4.4. Розрахункові схеми для визначення відмітки гребеня
і параметри хвиль

Перевищення гребеня греблі h_s в обох випадках визначається за залежністю

h_s =h_run1% + ∆h_set + a (4.1)

де h_run1% - висота накочування вітрових хвиль забезпеченістю 1 %, м;

∆h_set - вітровий нагін води у верхньому б'єфі, м;

а – запас підвищення гребеня м.

Для того, щоб визначити форсований підпірний рівень (ФПР) потрібно знати висоту шару форсування Н_ф . Цю висоту можна прийняти в залежності від максимальної скидної витрати Q_max = 17,4 м³/с по табл. 4.3 [1,c.9].

Таблиця 4.3.

Значення Н_ф в залежності від Q_max

Отже, Н_ф = 0,65м.

↓ ФПР = ↓НПР+Н_ф = 425,970+0,55 = 426,520 м (4.2)

Перший розрахунковий випадок.

Розрахункові характеристики: швидкість вітру ↓НПР = 425,970 м,
V_w4% = 14,0 м/с, L₁ = 6400 м, t = 21600 с., d₁= ↓НПР - ↓дна ріки =
= 425,970 – 416,8 = 9,17 м.

Визначаємо безрозмірні величини:

(4.3)

(4.4)

По обмежуючій кривій графіка ([1,c.4], рис.4.6.) знаходимо відповідні значення:

Середню висоту хвилі знаходимо по значенню , звідки м. І середній період – по значенню , с.

Середня довжина хвилі за залежністю

= 18,27 м.

Висоту хвилі 1% забезпеченості визначаємо за формулою:

(4.5)

- коефіцієнт, який дорівнює 2,1 [1,с.10, рис.4.7]

.

Оскільки м, то кріплення верхового укосу приймаємо у вигляді бетону.

Висоту накату на укіс хвилі забезпеченістю 1% по накату визначається за залежністю:

h_run1% = k_r· k_p· k_sp·k_run· h_1% (4.6)

де k_r і k_p – коефіцієнти шорсткості і проникності кріплення укосу, які приймаються по таблиці 4.4.

k_sp – коефіцієнт, який приймається по таблиці 4.5. в залежності від коефіцієнту закладання верхового укосу m_h і розрахункової швидкості вітру V_w , м/с.

Таблиця 4.4. Значення k_r і k_p Таблиця 4.5. Значення k_sp

Згідно таблиць маємо k_r=1,0 і k_p=0,9, для швидкості вітру V_w =14 м/с при
m = 3,0 шляхом лінійної інтерполяції значення k_sp=1,1.

- коефіцієнт, який приймається в залежності від пологості хвилі і котангенса кута нахилу укосу до горизонту , . Тоді .

Висоту вітрового нагону води у верхньому б’єфі допускається визначати за залежністю:

(4.7)

де α_w – кут між повздовжньою віссю водосховища і напрямком пануючих вітрів, град. (в курсовому проекті приймається α_w = 0),

V_w – розрахункова швидкість вітру, м/с,

L – довжина розгону вітрової хвилі, м,

k_w - коефіцієнт, який визначається з таблиці 4.6 рівний .

Таблиця 4.6. Значення k_w

d - глибина води перед спорудою, м.

Запас α визначається як більше із значень 0,5 м і 0,1 h_1% : , тому приймаємо . Перевищення гребеня греблі по першому розрахунковому випадку:

h_s =h_run1% + ∆h_set + a

h_s(1)=2,08+0,0292+0,5=2,609 м

Відмітка гребеня греблі по першому розрахунковому випадку:

↓ГрГ₍₁₎ =↓НПР+h_s(1)=425,970+2,609=428,57 м

Другий розрахунковий випадок.

Розрахункові характеристики: швидкість вітру ↓ФПР = 426,520 м,
V_w50% = 5,1 м/с, L₂ = 7040 м, t = 21600 с., d₂= ↓ФПР - ↓дна ріки =
= 426,520-416,8 = 9,72 м.

Визначаємо безрозмірні величини:

Аналогічно до першого розрахункового випадку знаходимо відповідні значення:

Середню висоту хвилі знаходимо по значенню , звідки = 0,17 м. Середній період , с – по значенню =1,8 с.

Середня довжина хвилі за залежністю
= 5,0605м.

Визначаємо висоту хвилі 1% забезпеченості:

- коефіцієнт, який дорівнює 2,7 [1,с.10, рис.4.7]

Оскільки , то застосовуємо кам’яне кріплення укосу.

Висоту накату на укіс хвилі забезпеченістю 1% по накату визначимо за залежністю: k_r = 0,8; k_p = 0,7; k_sp = 0,9; ; k_run = 1,41.

h_run50% = k_r· k_p· k_sp·k_run· h_1% = 1·0,9·0,8·1,1·0,34 = 0,269.

Висоту вітрового нагону води у верхньому б’єфі допускається визначати за залежністю:

Запас α визначається як більше із значень 0,5 м і 0,1 h_1% : , тому приймаємо . Перевищення гребеня греблі по другому розрахунковому випадку:

h_s =h_run1% + ∆h_set + a

h_s(2)=0,269+0,04037+0,5=0,809 м

Відмітка гребеня греблі по другому розрахунковому випадку:

↓ГрГ₍₂₎ =↓ФПР+h_s(2)=426,520+0,809=427,329 м

З двох одержаних результатів вибираємо більш високу відмітку гребеню, яка дорівнює ↓ГрГ =428,57 (перший розрахунковий випадок).

Висота греблі h_гр = d₍₁₎ + h_s(1)= 9,17+2,609=11,779 м

Будівельне підняття складає ∆h_буд= 0,001∙11,779 ^3/2=0,058 м.

Повна будівельна висота греблі h_буд= 11,779 +0,058 = 11,82.

Відмітка гребеня греблі при цьому складає ↓ГрГ = 581,975 м.