Ðåôåðàò Êóðñîâàÿ Êîíñïåêò
ÐÀÑ×ÅÒ ÏÐÎÏÓÑÊÀ ÊÀÒÀÑÒÐÎÔÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÀÂÎÄÊÀ ×ÅÐÅÇ ÂÎÄÎÕÐÀÍÈËÈÙÅ è îïðåäåëåíèå îòìåòêè ÔÏÓ - ðàçäåë Ôèëîñîôèÿ, Ãèäðîëîãè÷åñêèå è ÂÎÄÎÕÎÇßÉÑÒÂÅÍÍÛÅ ÐÀÑ×ÅÒÛ ÂÎÄÎÕÐÀÍÈËÈÙÀ  Î÷åíü Ìíîãîâîäíûå Ãîäû, Íàïðèìåð  1970 (Ñì. Ðèñ.3, Ãèäðîãðàô 1),  Âîäîõðà...
|
 î÷åíü ìíîãîâîäíûå ãîäû, íàïðèìåð â 1970 (ñì. ðèñ.3, ãèäðîãðàô 1), â âîäîõðàíèëèùå, êîòîðîå â íà÷àëå ýòîãî êàòàñòðîôè÷åñêîãî ïîëîâîäüÿ áûñòðî çàïîëíèòñÿ äî ÍÏÓ, ñòàíóò ïîñòóïàòü áîëüøèå ìàññû âîäû. Äëÿ èõ ñáðîñà â íèæíèé áüåô â ñîñòàâ ãèäðîóçëà âêëþ÷àþò âîäîñáðîñíûå ñîîðóæåíèÿ: âîäîñëèâû, äîííûå âîäîâûïóñêè, òðàíøåéíûå è øàõòíûå âîäîñáðîñû. Èõ ðàñ÷åò ïðîèçâîäèòñÿ íå ïî ðàñ÷åòíîìó ìàêñèìóìó ïðèòîêà Qm.p (ñì. ðàçäåë 2,3, Qm.1%=235 ì3/ñ), à ïî ìàêñèìàëüíîìó ñáðîñíîìó ðàñõîäó qm.p, êîòîðûé ìîæíî îïðåäåëèòü òîëüêî â ðåçóëüòàòå ðàñ÷åòà ïðîïóñêà ïàâîäêà ÷åðåç êîíêðåòíîå ñîîðóæåíèå, ðàçìåðû êîòîðîãî çàäàíû.
Ïðè ðàñ÷åòàõ òðàíñôîðìàöèè ïðèõîäÿùåãî ïàâîäêà (ðèñ.3, ãèäðîãðàô 2) ïðèíèìàþò ñëåäóþùèå íàèáîëåå íåâûãîäíûå óñëîâèÿ:
1. Ðàñ÷åòíûé ïàâîäîê íà÷èíàåòñÿ ïðè çàïîëíåííîì âîäîõðàíèëèùå.
2. Ðàñõîäàìè âîäû íà ïîëåçíîå ïîòðåáëåíèå è ïîòåðÿìè (âñëåäñòâèå èõ íåçíà÷èòåëüíîñòè ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàñõîäàìè ïðèòîêà è ñáðîñà) â äàííîì ðàñ÷åòå ïðåíåáðåãàþò.
3.  ñàìîì íà÷àëå ïàâîäêà äîííûå îòâåðñòèÿ èëè ùèòû íà âîäîñëèâå äîëæíû áûòü îòêðûòû.
Ðàñõîä âîäû ÷åðåç ñáðîñíîå ñîîðóæåíèå äëÿ äàííîãî êîíêðåòíîãî ñîîðóæåíèÿ (âîäîñëèâ øèðèíîé  ñ ðàñõîäíûì êîýôôèöèåíòîì m1 èëè âîäîâûïóñêà ñ ïëîùàäüþ îòâåðñòèé è ðàñõîäíûì êîýôôèöèåíòîì m2) çàâèñèò òîëüêî îò íàïîðà âîäû íàä åãî ïîðîãîì èëè îñüþ (îòâåðñòèÿ). Ðàñõîä âîäû ÷åðåç âîäîñëèâ:
q = m1×Bh3/2,
ãäå m1 =0,46 - ðàñõîäíûé êîýôôèöèåíò,
 - øèðèíà âîäîñëèâà â ì,
h - íàïîð íà ïîðîãå âîäîñëèâà.
Ðàñõîä ÷åðåç äîííîå îòâåðñòèå:
q = m2×w h1/2,
ãäå m2 = 0,80 - ðàñõîäíûé êîýôôèöèåíò,
w - ïëîùàäü äîííûõ îòâåðñòèé.
Ñàìîìó áîëüøîìó ñáðîñíîìó ðàñõîäó qm.p ñîîòâåòñòâóåò ñàìûé áîëüøîé íàïîð hm.p è ñîîòâåòñòâóþùèé åìó òàê íàçûâàåìûé ôîðñèðîâàííûé ïîäïîðíûé óðîâåíü ÔÏÓð. Ìåæäó ÔÏÓ è ÍÏÓ ðàñïîëàãàåòñÿ ðåãóëèðóþùàÿ ïðèçìà èëè ðåãóëèðóþùèé îáúåì Vðåã.
 íà÷àëå ïàâîäêà íàïîð íà ïîâåðõíîñòíîì âîäîñëèâå ðàâåí íóëþ, çàòåì îí ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàåòñÿ, íî îáû÷íî íå áîëåå ÷åì äî 1,5 -2,0 ì, à çàòåì óìåíüøàåòñÿ äî íóëÿ.  ñëó÷àå æå äîííîãî îòâåðñòèÿ â íà÷àëå ïàâîäêà íàïîð íàä öåíòðîì îòâåðñòèÿ íå ðàâåí íóëþ. Åãî çíà÷åíèÿ ìîãóò áûòü íåñêîëüêî ìåòðîâ èëè äåñÿòêîâ ìåòðîâ. Ïîýòîìó, à òàêæå èç-çà âäâîå áîëüøåãî êîýôôèöèåíòà m ó äîííûõ îòâåðñòèé, ðàñõîä âîäû ÷åðåç äîííûå îòâåðñòèÿ íàìíîãî áîëüøå, ÷åì ÷åðåç âîäîñëèâ - äëÿ îäíèõ è òåõ æå ðàñõîäîâ.
Çàäà÷à, êîòîðóþ ïðèõîäèòñÿ ðåøàòü ïðîåêòèðîâùèêó, ôîðìóëèðóåòñÿ ïî-ðàçíîìó, íî ñâîäèòñÿ âñåãäà ê îïðåäåëåíèþ íàèâûãîäíåéøèõ ðàçìåðîâ îòâåðñòèé è ñâÿçàííîé ñ ýòèì âûñîòû ïëîòèíû, çàâèñÿùåé îò hm.p. Îáû÷íî ïðîåêòèðîâùèê çàäàåòñÿ íåñêîëüêèìè âàðèàíòàìè çíà÷åíèé øèðèíû âîäîñëèâà Â1, Â2, Â3, Â4, Â5. ×åì øèðå âîäîñëèâ, òåì íèæå îêàæåòñÿ óðîâåíü ÔÏÓ, ìåíüøå óäåëüíûé ðàñõîä ñáðîñà, íèæå îòìåòêà ãðåáíÿ ïëîòèíû (íå òîëüêî áåòîííîé, ñáðîñíîé, íî è ãëóõîé çåìëÿíîé), íî äëèííåå âîäîñáðîñíîé ôðîíò, áîëåå äåøåâûì áóäåò êðåïëåíèå ôëþòáåòà íà 1 ïîã. ìåòð äëèíû ïëîòèíû, íî è äëèííåå ñàì ôëþòáåò.  ðåçóëüòàòå èíæåíåðíî-ýêîíîìè÷åñêîãî ðàñ÷åòà âñåõ âàðèàíòîâ ïîëó÷àåì êðèâóþ ñòîèìîñòè S=f(B) , ìèíèìóì ýòîé ôóíêöèè îïðåäåëÿåò îïòèìàëüíóþ øèðèíó ôëþòáåòà.
Åñëè ïëîùàäü çåðêàëà âîäîõðàíèëèùà íåâåëèêà, òî è îáúåì, çàêëþ÷åííûé ìåæäó ÍÏÓ è ÔÏÓ, íåçíà÷èòåëåí ïî ñðàâíåíèþ ñ îáúåìîì ðàñ÷åòíîãî ïàâîäêà; â ýòîì ñëó÷àå âîäîõðàíèëèùå íå îêàæåò ïðàêòè÷åñêè íèêàêîãî ðåãóëèðóþùåãî âëèÿíèÿ íà ïàâîäî÷íûå ðàñõîäû, è, â ÷àñòíîñòè, ìàêñèìàëüíûé ñáðîñíîé ðàñõîä qm áóäåò ðàâíûì ìàêñèìàëüíîìó ðàñõîäó ïðèòîêà Qm.
 ýòîì ñëó÷àå ðàñõîä ñáðîñíûõ ñîîðóæåíèé íå ïðåäñòàâëÿåò íèêàêèõ çàòðóäíåíèé è ñâîäèòñÿ, â êîíå÷íîì ñ÷åòå, ê âûáîðó íàèáîëåå âûãîäíîãî ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó ðàçìåðàìè îòâåðñòèÿ è ìàêñèìàëüíûì íàïîðîì, ýòîò ïîñëåäíèé íàçíà÷àåòñÿ îáû÷íî èç óñëîâèÿ ïîäòîïëåíèÿ èëè ãàøåíèÿ ýíåðãèè â íèæíåì áüåôå ïëîòèíû.
Òàêîé èìåííî ñëó÷àé ìû è âñòðå÷àåì ïðè ðàñ÷åòå íèçêîíàïîðíûõ ðå÷íûõ ïëîòèí, ïðåäíàçíà÷åííûõ äëÿ ïîâûøåíèÿ ãîðèçîíòîâ â ðåêå è îáåñïå÷èâàþùèõ îáû÷íî òîëüêî ñóòî÷íîå ðåãóëèðîâàíèå ñòîêà.
Åñëè æå îáúåì ìåæäó ÍÏÓ è ÔÏÓ ñîñòàâëÿåò çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü îò îáúåìà ðàñ÷åòíîãî ïàâîäêà, òî âîäîõðàíèëèùå ñóùåñòâåííî ìåíÿåò ïàâîäî÷íûé ãèäðîãðàô, è â íèæíåì áüåôå ìàêñèìàëüíûé ðàñõîä êàòàñòðîôè÷åñêîãî ïàâîäêà qm îêàæåòñÿ ñóùåñòâåííî ìåíüøèì, ÷åì Qm â âåðõíåì (ðèñ.14). Âåëè÷èíà áóäåò òåì ìåíüøåïî ñðàâíåíèþ ñ Qm, ÷åì áîëüøå áóäåò ðåãóëèðóþùèé îáúåì Vðåã, òî åñòü ÷åì áîëüøå ïîäúåì óðîâíÿ âîäû íàä ÍÏÓ.
Òàêèì îáðàçîì, îïðåäåëèòü qm ìîæíî òîëüêî â ñâÿçè ñ îïðåäåëåíèåì ðàçìåðîâ ñáðîñíîãî ñîîðóæåíèÿ, ÷òî çíà÷èòåëüíî óñëîæíÿåò ðàñ÷åò. Îáùèé õîä â ýòîì ñëó÷àå ñëåäóþùèé. Çàäàí ãðàôèê ïàâîäî÷íîãî ïðèòîêà, èìåþòñÿ áàòèãðàôè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè âîäîõðàíèëèùà, îïðåäåëåíà îòìåòêà ÍÏÓ. Çàäàåìñÿ òèïîì è ðàçìåðàìè ñáðîñíîãî ñîîðóæåíèÿ ( èëè ) è, ðóêîâîäñòâóÿñü èçëîæåííûìè íèæå ïðàâèëàìè, ñòðîèì õðîíîëîãè÷åñêèé ãðàôèê ñáðîñíûõ ðàñõîäîâ, êîòîðûé îáû÷íî íàíîñÿò íà òîò æå ÷åðòåæ (ðèñ.14). Ïðè ýòîì àâòîìàòè÷åñêè íà ïåðåñå÷åíèè êðèâîé ñáðîñíûõ ðàñõîäîâ è íèñõîäÿùåé âåòâè ãèäðîãðàôà îïðåäåëÿåòñÿ òî÷êà, îðäèíàòà êîòîðîé è åñòü qm.ð.
Ïî ýòîìó ðàñõîäó îïðåäåëÿåì ñ ïîìîùüþ ðàáî÷åé ôîðìóëû âîäîñëèâà (âîäîâûïóñêà) íàèáîëüøèé ïîäïîð â ñîîðóæåíèè è ñîîòâåòñòâóþùèå åìó óðîâåíü ÔÏÓ è Vðåã. Åñëè ïîëó÷åííàÿ âåëè÷èíà íàñ óäîâëåòâîðÿåò, òî ðàñ÷åò íà ýòîì è çàêàí÷èâàåòñÿ. Ïîìèìî ýòîãî ïðÿìîãî ïóòè ñóùåñòâóåò ïðèáëèæåííûé ìåòîä ðàñ÷åòà, ïðåäëîæåííûé Ä.È.Êî÷åðèíûì, êîòîðûé ïðåäïî÷òèòåëüíåå èñïîëüçîâàòü ïðè ðàñ÷åòàõ ïî íåñêîëüêèì âàðèàíòàì. Ñóòü ìåòîäà â òîì, ÷òî çàäàþòñÿ çíà÷åíèåì qm.ð., òî åñòü îïðåäåëÿþò ïîëîæåíèå òî÷êè À (ðèñ.14) íà êðèâîé ñïàäà, çàòåì çàìåíÿþò êðèâóþ ÎÀ ïðÿìîé ëèíèåé è îïðåäåëÿþò ïàëåòêîé èëè ïëàíèìåòðîì çàøòðèõîâàííóþ ïëîùàäü, ÷èñëåííî ðàâíóþ Vðåã. Ýòó âåëè÷èíó îòêëàäûâàþò ïî øêàëå îáúåìîâ áàòèãðàôè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê âïðàâî îò Vïîë= Vïî+ Vìî è îïðåäåëÿþò ïî êðèâîé V(H) îòìåòêó ÔÏÓ è hòð=ÔÏÓ-ÍÏÓ.
Ðèñ.14. Êðèâûå èçìåíåíèÿ ðàñõîäîâ âîäû âî âðåìåíè íà âõîäå â âîäîõðàíèëèùå Q(t) è íà âûõîäå èç íåãî q(t)
Øèðèíó âîäîñëèâà ìîæíî çàäàòü ëþáîé - îò øèðèíû ðåêè äî íåñêîëüêèõ ìåòðîâ.  ïåðâîì ñëó÷àå ìàêñèìàëüíûé íàïîð íà âîäîñëèâå ïîëó÷èòñÿ íåçíà÷èòåëüíûì, íî ñòîèìîñòü âîäîñëèâíîé, àðìèðîâàííîé æåëåçîáåòîíîì è ñòàëüíûìè êîíñòðóêöèÿìè ïëîòèíû áóäåò âûñîêîé, ïðàâäà êðåïëåíèå ôëþòáåòà ïîíàäîáèòñÿ ëåãêîå, íåäîðîãîå. Âî ñëó÷àå æå ìàëîé øèðèíû âîäîñëèâà äëèíà áåòîííîé ïëîòèíû áóäåò íåçíà÷èòåëüíà, íî ìàêñèìàëüíûé íàïîð íà âîäîñëèâå ìîæåò îêàçàòüñÿ î÷åíü áîëüøèì, à ïðè ýòîì ðåçêî óâåëè÷èòñÿ âûñîòà âñåãî íàïîðíîãî ôðîíòà (â òîì ÷èñëå çåìëÿíîé èëè êàìíåíàáðîñíîé ïëîòèíû), à òàêæå çàòðàòû íà óñèëåííîå êðåïëåíèå îò ðàçìûâà ôëþòáåòà.
Ïðîåêòèðîâùèê ìîæåò çàäàòüñÿ íåñêîëüêèìè çíà÷åíèÿìè øèðèíû âîäîñëèâà è äëÿ êàæäîãî âûïîëíèòü âñå èíæåíåðíûå è ýêîíîìè÷åñêèå (ñìåòíûå) ðàñ÷åòû, ïîäñ÷èòàâ îáùèå çàòðàòû íà ñîîðóæåíèå ãèäðîóçëà è óäåëüíóþ ñòîèìîñòü êóáîìåòðà âîäû, ïîäàâàåìîé ïîòðåáèòåëÿì. Åñëè ïîñòðîèòü çàòåì çàâèñèìîñòü ñòîèìîñòè S îò øèðèíû âîäîñëèâà Â, òî ìèíèìóì êðèâîé S(Â) ïîçâîëèò îïðåäåëèòü Âopt, òî åñòü îïòèìàëüíîå çíà÷åíèå Â.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå, çàäàâøèñü h=1.5ì è ïðèðàâíÿâ íàèáîëüøèé ðàñõîä ñáðîñà ìàêñèìàëüíîìó ðàñõîäó ïðèòîêà q m1% = Qm1% = 235 êóá.ì/ñ, îïðåäåëèì øèðèíó  èç ãèäðàâëè÷åñêîé ôîðìóëû âîäîñëèâà:
 = q/(mh3/2) = 235/(0.46×4.43×1.53/2) = 63 ì.
Ýòîò îðèåíòèðîâî÷íûé ðàñ÷åò íàñ íå ñëèøêîì îáÿçûâàåò. Âåäü íàèáîëüøèé ñáðîñíîé ðàñõîä ìîæåò îêàçàòüñÿ ìåíüøèì, ÷åì ïèê êàòàñòðîôè÷åñêîãî ïîëîâîäüÿ, à ìàêñèìàëüíûé íàïîð íà âîäîñëèâå ìîæåò ïîëó÷èòüñÿ ìåíüøèì, ÷åì 1.5 ì. Ïîýòîìó ìîæíî ïðèíÿòü îêîí÷àòåëüíî øèðèíó ðàññ÷èòûâàåìîãî âîäîñëèâà  = 50-80 ì. Ïðèìåì  = 60ì. Òîãäà ðàáî÷åå óðàâíåíèå âîäîñëèâà áóäåò:
q = 0.46×4.43×60×h3/2 = 122h3/2.
– Êîíåö ðàáîòû –
Ýòà òåìà ïðèíàäëåæèò ðàçäåëó:
ðîññèéñêîé ôåäåðàöèè... ÔÃÎÓ ÂÏÎ îìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé àãðàðíûé óíèâåðñèòåò È â êàðíàöåâè÷ æ à òóñóïáåêîâ Ãèäðîëîãè÷åñêèå è ÂÎÄÎÕÎÇßÉÑÒÂÅÍÍÛÅ ÐÀÑ×ÅÒÛ ÂÎÄÎÕÐÀÍÈËÈÙÀ...
Åñëè Âàì íóæíî äîïîëíèòåëüíûé ìàòåðèàë íà ýòó òåìó, èëè Âû íå íàøëè òî, ÷òî èñêàëè, ðåêîìåíäóåì âîñïîëüçîâàòüñÿ ïîèñêîì ïî íàøåé áàçå ðàáîò: ÐÀÑ×ÅÒ ÏÐÎÏÓÑÊÀ ÊÀÒÀÑÒÐÎÔÈ×ÅÑÊÎÃÎ ÏÀÂÎÄÊÀ ×ÅÐÅÇ ÂÎÄÎÕÐÀÍÈËÈÙÅ è îïðåäåëåíèå îòìåòêè ÔÏÓ
Åñëè ýòîò ìàòåðèàë îêàçàëñÿ ïîëåçíûì ëÿ Âàñ, Âû ìîæåòå ñîõðàíèòü åãî íà ñâîþ ñòðàíè÷êó â ñîöèàëüíûõ ñåòÿõ:
Òâèòíóòü |
Íîâîñòè è èíôî äëÿ ñòóäåíòîâ