Файл: 2 курс___Курс. пр.ИОТ.doc

3. Расчет водосбросов

Водосбросные сооружения предназначаются для сброса воды, поступающей в пруд после его заполнения до НПУ.

Согласно СНиП П-И 3-62 (Сооружения мелиоративных систем. Нормы проектирования) плотины прудов на местном стоке рассчитываются на пропуск весеннего половодья 1%-й вероятности превышения, то есть на паводок, который бывает раз в 100 лет.

Водосброс при плотине проектируется, как правило, в виде водосбросного канала. Кроме того, водосброс может быть в виде трубы, проложенной под плотиной.

Прежде чем приступить к проектированию водосброса, необходимо рассчитать максимальный объем воды весеннего снеготаяния, который необходимо пропустить.

Он рассчитывается по уже известной формуле:

W_1% = 1000 · h_с · F, м³

где: h_с - максимальный (1%-ный) слой стока (h_1%)

h_1% = ·К_1%

где: - норма стока (из задания);

К_1% - модульный коэффициент (приложение 4).

Максимальный расход воды весеннего снеготаяния:

Q_1% = 0.278 · F · А₀, м³/с

где: А₀ - элементарный максимальный сток (для Самарс­кой области А₀ = 2 мм/час);

F - площадь водосбора, км²;

0.278- коэффициент перевода мм/час и км² в м³/с.

Расчетный расход водосброса (Q_расч) с учетом регулирующего влияния водоема:

Q_расч = Q_1% ·(1 - , м³/с

где: Q_1% - максимальный расход весеннего паводка 1%-ный веро­ятности превышения, м³/с;

W_1% - объем стока 1%-ой обеспеченности, м³;

W_РАБ - рабочий объем пруда, м³;

W_РЕГ - объем регулирующей призмы (т.е. объем воды, заклю­ченный между ФПУ и НПУ).

В нашем примере W_РЕГ = 560000 м³ - 420000 м³ = 140000 м³

---

Определив Q_расч, рассчитывают параметры водосбросного ка­нала. Глубина канала Н принимается равной 1...2 м (или же, при невозможности постройки моста через канал, берется глубина, позволяющая движение через этот канал, ≈ 0.5 м).

Ширина канала определяется по формуле:

В = , м

Расстояние от плотины до начала водосбросного канала в верхнем бьефе - 20...30 м, в нижнем – 40...50 м. Строится канал, как правило, на пологом берегу балки (Рис. 7)

В нашем примере:

1. h_1% = 50.4 мм · 2.89 = 145.6 мм

2. W_1% = 1000 · 20 км² · 145.6 = 2912000 м³

3. Q_1% = 0.278 · 20 км² · 2 мм/час = 11.12 м³/с

4. Q_расч = 0.278 · 20 км² · 2 мм/час – 11.12 м³/с

5. Принимая Н = 1 м получим:

В = , м

Таким образом, параметры водосбросного канала, обеспечивающие надежность плотины, составляют:

ширина по дну – 7.4 м

глубина – 1 м.

Такой водосбросный канал обеспечит пропуск максимального расхода воды даже в самый многоводный год.

ЗАДАНИЕ: Определить расчетный расход водосбросного канала (Q_расч), его глубину и ширину.

Приложение 1.

Гидрологические показатели стока (по картам изолиний)

Район	Коэффициенты изменчивости весеннего половодья, СV	Среднегодовые нормы стока, мм
Клявлинский	0.4	60
Кошкинский	0.4	50
Ставропольский	0.4	50
Шенталинский	0.4	60
Шигонский	0.4	40
Челновершинский	0.4	50
Безенчукский	0.5	40
Богатовский	0.5	50
Борский	0.5	55
Волжский	0.5	45
Исаклинский	0.5	60
Кинельский	0.5	50
Кинель-Черкасский	0.5	55
Красноармейский	0.5	55
Красноярский	0.5	45
Сергиевский	0.5	50
Сызранский	0.5	40
Похвистневский	0.5	60
Алексеевский	0.6	40
Большеглушицкий	0.6	40
Большечерниговский	0.6	40
Нефтегорский	0.6	40
Пестравский	0.6	40
Приволжский	0.6	40
Хворостянский	0.6	40

---

Приложение 2

3.5

3.0
2.5						При слое стока
2.0						h≤ 10мм
1.5						h=15мм
1.0						h=30мм h=50мм

0 20 40 60 80 100

График для определения поправочного коэффициента к норме весеннего стока, когдаменьше 50 мм

Приложение 3

Поправочные коэффициенты к среднегодовым нормам стока (в случае, когда < 50мм)

S, км2								ħ мм
	10		15		20		25		30		35		40		45		50
10 20 25	3,0 2,9 2,85		2,3 2,25 2,2		2,0 1,9 1,85		1,8 1,75 1,65		1,5 1,5 1,45		1,35 1,35 1,33		1,25 1,25 1,22		1,12 1,12 1,11		1,0 1,0 1,0

---

Приложение 4

Модульные коэффициенты К_р для вероятности превышения (обеспеченности) весеннего стока Р = 1 % и Р = 85 %

Обеспечен-ность Р %									Cv
	0,1	0,2		0,3		0,4		0,5		0,6		0,7		0,8		0,9		1,0
1 85	1,25 0,88	1,52 0,79		1,83 0,70		2,16 0,60		2,51 0,50		2,89 0,42		3,29 0,34		3,71 0,28		4,15 0,32		4,61 0,16

Приложение 5

Коэффициенты заложения откосов земляных плотин

Грунты	Откосы	Высота плотины, Н м
		5	5…8	9…12
Суглинки	Сухой	2.0	2.0	2.25
	Мокрый	2.0	2.5	3.0
Супеси	Сухой	2.0	2.0	2.5
	Мокрый	2.25	2.5	3.0
Песчаные	Сухой	2.0	2.0	2.5
	Мокрый	3.0	3.0	3.25

---

Приложение 6

Площадь живого сечения, смоченный периметр и гидравлический радиус трапецеидальных каналов

Глубина наполнения, Н, м	Ширина канала по дну, м
	в= 0,2						в= 0,4						в= 0,8
	ω		Р		R		ω		Р		R		ω		Р		R
	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5	m=1.0	m=1.5
0.20	0.080	0.100	0.764	0.920	0.100	0.110	0.120	0.140	0.964	1.120	0.120	0.130	0.160	0.180	1.164	1.320	0.140	0.140
0.30	0.150	0.195	1.046	1.280	0.140	0.150	0.210	0.255	1.249	1.480	0.170	0.170	0.270	0.315	1.446	1.680	0.190	0.190
0.40	0.240	0.320	1.328	1.640	0.180	0.200	0.320	0.400	0.528	1.840	0.210	0.220	0.400	0.480	1.728	2.040	0.230	0.240
0.50	0.350	0.475	1.610	2.000	0.220	0.240	0.245	0.575	1.845	2.200	0.250	0.260	0.550	0.675	2.010	2.400	0.270	0.280
0.60	0.480	0.660	1.892	2.360	0.250	0.280	0.600	0.780	2.092	2.560	0.290	0.300	0.720	0.900	2.292	2.760	0.310	0.330
0.80	0.800	1.120	2.456	3.080	0.330	0.360	0.960	1.280	2.656	3.280	0.360	0.390	1.120	1.440	2.856	3.480	0.390	0.410
1.00	1.200	1.700	3.020	3.800	0.400	0.450	1.400	1.900	3.220	4.000	0.430	0.480	1.600	2.100	3.420	4.200	0.470	0.500
1.20	1.680	2.400	3.584	4.520	0.470	0.530	1.920	2.640	3.784	4.720	0.510	0.560	2.160	2.880	3.984	4.920	0.540	0.590
1.40	2.240	3.220	4.148	5.240	0.540	0.610	2.520	3.500	4.348	5.440	0.580	0.640	2.800	3.780	4.548	5.640	0.620	0.670

---