Проектирование комплексного гидроузла с грунтовой плотиной на реке Халюта Иволгинского района

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления»

(ФГБОУ ВПО ВСГУТУ)

 

Кафедра «Технология кожи, меха. Водные ресурсы и товароведение»

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу: «Гидротехнические сооружения комплексного и целевого назначения»

 

на тему: «Проектирование комплексного гидроузла с грунтовой плотиной на реке Халюта Иволгинского района»

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчёт выполнила

Студент 3 курса

Группы Б1102

Ангапова Лилия Андреевна                                      _______________________

 

 

Проверил:

Дашиев Руслан Зориктуевич                                     _______________________

 

 

 

 

 

 

 

 

Улан-Удэ,2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

Введение……………………………………………………………………….…..4

1.Технико-экономическое обоснование ………………………………………...6

2.Расчетная часть ……….……………………………………...……….………...8

2.1. Компоновка гидроузла………………………………………………………8

2.2. Определение отметки  гребня плотины……………………………….……9

2.3. Откосы и бермы……………………………………………………….…....11

2.4. Дренажные устройства……………………………………………….…..12

2.5. Фильтрационные расчеты…………………………………………………14

2.6.Расчет устойчивости  откоса плотины………………………………….….15

3.Расчет и проектирование берегового водосбросного канала………………17

4.Расчет трубчатых водовыпусков…………………………………………….19

Заключение…………………………………….………………………………21

Список использованных источников………….……….……………................22

 Приложение……………………………………………………………………...23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Гидротехнические сооружения

 

        сооружения, предназначенные для использования водных ресурсов (рек, озёр, морей, грунтовых вод) или для борьбы с разрушительным действием водной стихии. В зависимости от места расположения Г. с. могут быть морскими, речными, озёрными, прудовыми. Различают также наземные и подземные Г. с. В соответствии с обслуживаемыми отраслями водного хозяйства Г. с. бывают: водноэнергетические, мелиоративные, воднотранспортные, лесосплавные, рыбохозяйственные, для водоснабжения и канализации, для использования водных недр, для благоустройства городов, спортивных целей и др.

 

         Различают Г. с. общие, применяемые почти для всех  видов использования вод, и специальные, возводимые для какой-либо одной  отрасли водного хозяйства. К  общим Г. с. относятся: водоподпорные, водопроводящие, регуляционные, водозаборные и водосбросные. Водоподпорные сооружения создают напор или разность уровней воды перед сооружением и за ним. К ним относятся: плотины (См. Плотина) (важнейший и наиболее распространённый тип Г. с.), перегораживающие речные русла, и речные долины, поднимающие уровень воды, накапливаемой в верхнем бьефе, дамбы (См. Дамба) (или валы), отгораживающие прибрежную территорию и предотвращающие её затопление при паводках и половодье на реках, при приливах и штормах на морях и озёрах.

 

         Водопроводящие сооружения (водоводы) служат для переброски  воды в заданные пункты: Каналы, гидротехнические туннели (См. Гидротехнический туннель), лотки (См. Лоток), Трубопроводы. Некоторые из них, например каналы, из-за природных условий их расположения, необходимости пересечения путей сообщения и обеспечения безопасности эксплуатации требуют устройства других Г. с., объединяемых в особую группу сооружений на каналах (Акведуки, Дюкеры, мосты, паромные переправы, заградит, ворота, Водосбросы, Шугосбросы и др.).

 

         Регуляционные (выправительные) Г. с. предназначены для изменения и улучшения естественных условий протекания водотоков и защиты русел и берегов рек от размывов, отложения наносов, воздействия льда и др. При регулировании рек используют струенаправляющие устройства

 

 

 

 

(полузапруды (См. Полузапруда), щиты, дамбы и др.), Берегоукрепительные сооружения, ледонаправляющие и ледозадерживающие сооружения.

        

 Водозаборные (водоприёмные) сооружения устраивают для забора  воды из водоисточника и направления её в водовод. Кроме обеспечения бесперебойного снабжения потребителей водой в нужном количестве и в требуемое время, они защищают водопроводящие сооружения от попадания льда, шуги, наносов и др.

 

         Водосбросные сооружения  служат для пропуска излишков  воды из водохранилищ, каналов, напорных  бассейнов и пр. Они могут быть  русловыми и береговыми, поверхностными  и глубинными, позволяющими частично  или полностью опорожнять водоёмы. Для регулирования количества  выпускаемой (сбрасываемой) воды водосбросные  сооружения снабжают гидротехническими  затворами (См. Гидротехнический затвор). При небольших сбросах воды применяют также водосбросы-автоматы, автоматически включающиеся при подъёме уровня верхнего Бьефа выше заданного. К ним относятся открытые водосливы (без затворов), водосбросы с автоматическими затворами, сифонные водосбросы.

 

         Специальные гидротехнические сооружения — сооружения для использования водной энергии — здания гидроэлектрических станций, напорные бассейны и др. ; сооружения водного транспорта — судоходные Шлюзы, Судоподъёмники, Маяки, и др.; сооружения по обстановке судового хода, плотоходы, бревноспуски и пр.; портовые сооружения — Молы, Волноломы, Пирсы, причалы, Доки, Эллинги, Слипы и др.; мелиоративные — магистральные и распределительные каналы, шлюзы-регуляторы на оросительных и осушительных системах; рыбохозяйственные — рыбоходы, рыбоподъёмники, рыбоводные пруды и т.п.

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технико-экономическое обоснование

Грунтовые плотины – самый распространенный тип водоподпорного сооружения, так как возведение таких плотин может быть полностью, или почти полностью механизировано, оно менее энергоемко, требует меньших трудозатрат.

Возведение плотин из грунтовых материалов можно предусматривать как на скальных, так и на нескальных грунтах основания, находящихся в талом или в мерзлом состоянии с учетом прогноза изменения их криогенного состояния в период строительства и эксплуатации.

При строительстве плотин из грунтовых материалов на торфяном (заторфованном) основании необходимо выполнять исследования по прогнозу разложения торфа во времени и учету этого процесса при обосновании устойчивости сооружения.

Плотины на илистых грунтах допускается возводить только при наличии надлежащего обоснования.

На основаниях, сложенных сильнольдистыми грунтами ii > 0,4 и сильносжимаемыми при оттаивании вечномерзлыми грунтами следует предусматривать строительство мерзлых плотин из грунтовых материалов.

  При оценке качества грунтов нескального основания надлежит обращать особое внимание на наличие в нем:

а) суффозионных и термопросадочных грунтов;

б) грунтов, в которых при возведении плотины может развиваться поровое давление в связи с их консолидацией. Условия необходимости учета порового давления изложены в рекомендуемом приложении 1;

в) льдонасыщенных грунтов, теряющих несущую способность при оттаивании.

  При оценке качества скального основания следует обращать особое внимание на наличие в нем:

а) трещин, заполненных легковымываемыми мелкими фракциями грунта, а также полностью или частично заполненных льдом;

б) тектонических нарушений (сбросов и сдвигов);

в) ослабленных зон, которые могут разрушаться под влиянием фильтрации и насыщения их водой и оказаться неустойчивыми.

При проектировании плотин из грунтовых материалов выбор способов производства работ по их возведению следует производить в соответствии с требованиями СНиП 3.02.01-87 и СНиП 3.07.01-85. Для каждого элемента плотин должны быть разработаны технические условия на его возведение с учетом материала, способа производства работ, климатических, геокриологических и других местных условий, предусматривающие также контроль качества работ, обеспечивающего надежную работу плотин. Технические условия при соответствующем обосновании могут изменяться и уточняться в процессе строительства.

 

Исходные данные при проектировании грунтовой плотины:

1.Грунт основания плотины                                                                         Гравий

2. Грунт тела плотины                                                                              Суглинок

3. Грунт ПФУ                                                                                             Суглинок

4. Отметка НПУ                                                                                                7 м

5.Длина разгона волны  D                                                                             1000 м                                                                       

7. Скорость ветра W                                                                                     13,1 м/с

8. Расчетный расход Qнор                                                                              0,5 м3/с

9. Расчетный сбросной  расход                                                                      15 м3/с

10. Класс плотины                                                                                               IV 

 

 

2.Расчетная часть

2.1. Компоновка  гидроузла

Компоновка гидроузла и выбор отдельных его сооружений представляют сложную технико–экономическую задачу, основанную на всестороннем изучении природных, экономических и других условий.

Изучив требования, предъявляемые к гидроузлу и отдельным его сооружениям, приступаем к компоновке гидроузла. 

Автоматические водосбросные сооружения рассчитываются на пропуск расчетных расходов при форсированных уровнях (ФПУ)

                                   ,                                                  (1)

 где:  НПУ – отметка  нормального подпорного уровня;

h – напор на гребне  водослива обычно принимается  в пределах 0,75…..1,5 м из условия  минимального затопления земель. В данном случае примем h=1,0.

                            

Откосы укреплены бетонными плитами, также имеется дренажный банкет.

 

 

2.2. Определение  отметки гребня плотины

Ширину гребня грунтовой плотины принимают из условий производства работ, но не менее 4,5 м (СНиП 2.06.05 - 84).

 

Возвышение гребня плотины hs над соответствующим расчетным уровнем определяется по формуле: