Реферати

Реферат: Меліорація лесосплавного шляху і гідротехнічних споруд

Студентський спорт. Проблеми досягнення високих спортивних результатів у період навчання у Вузе. Оздоровчі функції студентського спорту при підготовці до життя і професії. Спосіб життя студента і спорт. Спорт як активний відпочинок у навчанні і праці.

Історія Києва. Перші поселення на території сучасного Києва. Бурхливий розвиток у часи правління Володимира Великого (980-1015). Часи татаро-монгольського ярма й експансії Литви. Час розквіту, договір об возз'єднання російських земель (1654 р.). Сучасний Київ.

Споживча кооперація в роки Великої Вітчизняної війни. Стан споживчої кооперації в роки Великої Вітчизняної війни. Значення суспільного харчування в умовах нормованого постачання під час війни. Внесок споживчої кооперації в перемогу над фашистською Німеччиною, заходу у воєнний час.

Макс Вебер і Росія. Коротка характеристика соціальної філософії М. Вебера. Погляди Вебера стосовно першої російської революції (1905 року).

Схема трансформаторного підсилювача. Побудова принципової схеми однотактного резистивного трансформаторного підсилювача і розрахунок його параметрів. Визначення коефіцієнтів підсилення по струму, напрузі й опору для включення. Вивчення особливостей мікросхеми на транзисторах.

Міністерство освіти РФ

Марійський державний технічний університет

Кафедра СТЛ

Курсовий проект на тему:

Меліорація лесосплавного шляху і

гідротехнічних споруд.

Виконала студентка гр. ЛД-43

Романова О. Ю.

Перевірив асистент

Роженцов А. П.

Йошкар-Ола

2000

Завдання на курсовий проект

"Меліорація лесосплавного шляху".

1 Характеристика лесосплавного шляху.

1.1 Назва ріки і номер замикаючого створаКама (5)

1.2 Характеристика водосборной площі:

- дерность3%;

- заболоченность10%;

- лесистость70%.

1.3 Характеристика дільниці, що вимагає поліпшення:

- протяжність участкаот 1510 до 1590от гирла;

- середній схил на участкеi=0,0009;

- середній коефіцієнт шероховатостиh=0,025.

1.4 Характеристика розрахункового лімітуючого створа:

- положення створа1570 кмот гирла;

- водосборная площа в створеFлс=2200 км2;

- схил вільної поверхностиI=0.0008;

- коефіцієнт шероховатостиn=0.03

2. Умови і вимога лісосплаву.

2.1 Вигляд лісосплаву по рекесмешанний.

2.2 Мольовой лісосплав:

- осідання микропучка0.56;

- ширина микропучка -;

- довжина микропучка -;

- дефіцит лесопропускной здатності в розрахунковому лімітуючому

створе480 тис. м3

- директивний термін закінчення молевого лесосплава10.08.

3. Можливі створи будівництва дамб

Номер створа

Положення створа, км від гирла

Водосборная площа F, км 2

Перед. відмітка подпори, Z проц

1

1630

1600

18,1

2

3560

2100

19,6

4. Дамба, що Проектується.

4.1 Дільниця під дамбу показаний на планеN-4.

4.2 Крива витрати води в створе плотиниQ=f(z), прийнята по типу1

4.3 Задана пропускна спроможність лесопропускного пристрою для молевого лесосплаваN=830 м3

4.4 Грунт основи і берегів в створе плотинисуглинок.

4.5 Терміни будівництва плотини1.08-31.03

ВВЕДЕННЯ

Важливе місце в єдиній транспортній системі країни займає водний транспорт лісу, який є вельми ефективним, а в деяких районах єдиним засобом доставки лісових вантажів споживачам.

Водний транспорт лісу вимагає менших капіталовкладень, ніж автомобільні і залізничні перевезення, оскільки при лісосплаві використовується природні водні шляхи - ріки і озера. Однак лісосплав, як і інший вигляд транспорту, буде мати високі економічні показники в тому випадку, якщо його шлях знаходиться в хорошому технічному стані. Лише не багато які ріки в їх природному вигляді задовольняють всім вимогам лісосплаву. Крім того, вже в процесі експлуатації ріки, може бути потрібне збільшення її лесопропускной здатності або габариту лесосплавного ходу, статися переформування русла або зміна режиму стоку. У цих і інших подібних випадках необхідно поліпшення (меліорація) лесосплавного шляху.

Задачею меліорацією лесосплавного шляху є забезпечення різними технічними заходами оптимальних умов лісосплаву побачивши певному його і заданому об'ємі. Одним з найбільш ефективних методів поліпшення ріки є регулювання стоку.

У заданому курсовому проекті розглядається поліпшення ріки саме цим методом. Тут вирішуються також питання як: отримання гидрологической характеристики лесосплавного шляху в об'ємі необхідному для проектування меліоративних заходів; перегляд можливих варіантів поліпшення ріки регулюванням її стоку і вибір найкращого з них; проектування гідротехнічної споруди - дамба, що забезпечує створення водосховища.

I. ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСОСПЛАВНОГО ШЛЯХУ

Для розрахунку гідравлічних і гидрологических характеристик лесосплавного шляху застосовується методика для невивчених рік і відсутності даних багаторічних спостережень за режимом ріки із застосуванням будівельних норм 371-97, 356-96.

1.1 Визначення режиму витрати води в розрахунковому маловодому році.

1.1.1. Розрахунок багаторічних середніх витрат води.

Середня багаторічна витрата води в розрахунковому створе встановлюється по залежності:

F- площа водоскиду, в створе ріки, що розглядається, км2

М0- середній багаторічний модуль стоку, л/із з 1 км2площади басейну, визначуваний при відсутності багаторічних спостережень за стоком ріки по карті изолиний середнього річного стоку.

Визначення середнього річного стоку води Q0, як і всі подальші розрахунки елементів гидрологического режиму, проводяться для всіх розрахункових створов, т. е. для лімітуючого створа і створов можливого будівництва дамби. Результати розрахунків представляються в табличній формі. (Таблиця №1)

Таблиця №1

Визначення середньої багаторічної витрати води.

Найменування створов

F, км 2

М 0 л/з до 1 км 2

Q 0, м із/з

1. Лімітуючий

2. Дамби №1

3. Дамби №2

1600

1300

1500

8,11

8,11

8,11

12,976

10,543

12,165

1.2. Розрахунок середніх річних витрат води маловодого року 90% забезпеченості.

1.2.1. Встановимо коефіцієнт варіації річного стоку на карті (мал. 1.)

1.2.2. Обчислимо коефіцієнт асиметрії для річного стоку

1.2.3. Встановимо модульний коефіцієнт

Ф- відхилення ординат биноминальной кривої забезпеченості до середини.

(По таблиці Ростера-Рибкина) Ф=-1,24

Всі розрахунки зведемо в таблицю №2.

Таблиця №2

Найменування товарів

F,

км 2

Q 0,

м 3 /з

З V

CS

При забезпеченості Р=90%

Ф

ФС V

До 90%

Q 90%,

М 3 /з

1. Лімітуючий

2. Створ дамби №1

3. Створ дамби №2

2200

1600

2100

12,97

10,54

12,17

0,22

0,44

- 1,24

- 0,272

0,727

9,434

7,665

8,844

1.2.4 Середню витрату води заданої забезпеченості обчислимо по формулі:

1.3. Внутригодовое розподіл стоку для року 90 - % забезпеченості.

Для проектування лесосплавних об'єктів необхідно знати середньомісячні і среднедекадние витрати води для розрахункового маловодого року 90 % - ой забезпеченість, яка визначається по формулі:

- середньомісячні або середньо декадні витрати води в створе, що розглядається,

- модульні коефіцієнти, що характеризують величину середньомісячних (середньо декадних) витрат води;

- середньорічна витрата води заданої забезпеченості,

При виборі модульних коефіцієнтів треба встановити, до якого району відноситься ріка, для якої складається проект. У даному проекті ріка Кама, і тому коефіцієнти приймаємо по середньому Уралу.

Результати обчислень зводимо в таблицю №3

Створи

Середньомісячні (середньо декадні) витрати води,

I

II

III

IV

V

1

2

3

1

2

3

Мод. коеф

0,15

0,15

0,15

0,20

0,30

0,25

5,

7,0

3,6

1,42

1,42

1,42

1,89

2,83

2,36

47,1

66,1

33,9

1,15

1,15

1,15

1,53

2,3

1,92

38,3

53,7

27,6

13,3

13,3

13,3

1,77

2,65

2,21

44,2

61,9

31,8

Таблиця 3

Створи

Середньомісячні (середньо декадні) витрати води,

Середньорічний,

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

1

2

3

Мод. коеф

2,2

1,5

1,1

0,6

0,5

0,8

1,0

0,6

0,25

20,8

14,1

10,4

5,7

4,7

7,6

9,4

5,7

2,4

9,43

16,9

11,5

8,4

4,6

3,8

6,1

7,7

4,6

1,9

7,66

19,5

13,3

9,7

5,3

4,4

7,1

8,8

5,3

2,2

8,84

Продовження таблиці 3

1.4. Побудова інтегральної кривої стоку в розрахункових створах.

При проектуванні регулювання стоку сплавних рік інтегральні криві будують, звичайно за один розрахунковий рік заданої забезпеченості, починаючи з 1 січня.

Всі розрахунки для побудови інтегральних кривих стоку в розрахункових створах зводимо в таблицю №4

Таблиця №4

Розрахункові величини

Середньомісячні (середньо декадні) витрати води,

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

1

2

3

1

2

3

1

2

3

Ср. місячний або середньо декадний витрати,,

42

11,42

1,42

1,89

2,83

2,36

47,14

66,04

33,96

20,75

14,14

10,38

5,66

4,72

7,55

9,43

5,66

2,36

1,15

1,15

1,15

1,53

2,3

1,92

38,33

53,66

27,59

16,86

11,5

8,43

4,6

3,83

6,13

7,67

4,6

1,92

Об'єм стоку за розрахунковий проміжок часу,

млн. м 3

3,7

3,7

3,7

1,63

2,45

2,04

40,73

57,06

29,34

17,93

12,23

9

14,72

12,27

19,63

24,52

14,72

6,14

3

3

3

1,32

2

1,66

33,12

46,36

23,84

14,57

9,94

7,28

11,96

9,96

15,94

19,94

11,96

5

Об'єм стоку на кінець розрахункового проміжку часу (наростаючим підсумком)

V, млн. м 3.

3,7

7,4

11,1

12,73

15,18

17,22

57,95

115,01

144,35

162,28

174,51

183,51

198,23

210,5

230,13

254,65

269,34

275,51

3

6

9

10,32

12,32

13,96

47,1

93,46

117,3

131,87

141,81

149,09

161,05

171,01

186,95

206,89

218,85

223,85

Правильність обчислень можна перевірити: об'єм інтегрального стоку на кінець грудня повинен бути рівний об'єму річного стоку, обчисленому по формулі:

з допустимим розходженням 2-3%.

За даними останнього рядка таблиці №4 будуємо інтегральні криві стоку для лімітуючого створа і створа дамби №1

Рис. 2. Інтегральна крива стоку для лімітуючого створа і створа дамби №1.

За даними першого рядка таблиці №4 побудуємо гідрограф ріки Кама в розрахунковому лімітуючому створе. (мал. 3)

Ріс.3. Гідрограф в розрахунковому лімітуючому створе

1.5 Розрахунок максимальних витрат води в створах споруд, що проектуються.

Цей розрахунок необхідний для розрахунку отворів дамб і визначення умов пропуску води в період будівництва.

Для лесосплавних дамб IV класу капитальности отвори яких розраховуються на пропуск максимальних витрат 5%-ой забезпеченість і перевіряються на пропуск максимальних витрат 1%-ой забезпеченість. Крім того, під час будівництва лесосплавной плотиниIVкласса капитальности перевіряється на пропуск дощового паводка з витратою води 20%-ой забезпеченість.

1.5.1 Визначення розрахункових максимальних витрат малих вод (весняної повені).

Максимальна витрата талих вод із забезпеченістю Р%.

- розрахунковий шар сумарного стоку повені забезпеченістю Р%, мм.

F- площа водозбору в розрахунковому створе, км2

- коефіцієнт дружности повені,

n- показник міри, що характеризує зменшення дружности повені в залежності від площі водозбору.

d1- коефіцієнт, що враховує зниження максимальної витрати на ріках, зарегулированних озерами;

d2- те ж в залесенних і заболочених басейнах.

Розрахунковий шар стоку повені заданої забезпеченості.

- модульний коефіцієнт шара стоку повені розрахункової забезпеченості;

- середній багаторічний шар стоку повені (мм), визначуваний по карті изолиний (рис 4); =160м

- коефіцієнт варіації шара стоку повені, визначуваний по карті изолиний. (мал. 5)

Коефіцієнт асиметрії шара стоку повені

Кр5%=1,77*0,325+1=1,58 Кр1%=2,68*0,325+1=1,87

hp5%=1,58*160=252,8 hp1%=1,87*160=299,2

- залесенность басейну виражена у відсотках від площі водозбору басейну;

- заболоченість басейну у відсотках від площі водозбору.

d2=1×0,8(0,05×65+0,1×5+1)=0,46

Створ дамби №1:

Створ дамби №2:

Розрахунок максимальних витрат і рівнів води для обох створов дамб виготовляємо в таблиці №5.

Таблиця №5

Найменування створов

F, км 2

(F+1) n

k 0

h р, мм

d 1

d 2

Q max,

УВВ, м

5%

1%

5%

1%

5%

1%

Створ дамби №1

1600

3,38

0,007

252,8

299,2

1

0,46

385,3

456,1

18,1

18,3

Створ дамби №2

2100

3,4

502,8

595,1

18,2

18,4

УВВ весняної повені розрахункової забезпеченості визначили для відповідних максимальних витрат води по кривій витрат в створе дамби, що приводиться в завданні.

1.5.1 Визначення максимальної витрати води дощового паводка 20%-ний забезпеченості.

Максимальні витрати води дощового паводка заданої забезпеченості можна визначити по спрощеній формулі професора Д. Л. Соколовського:

F- площа водозбору в створе дамби, км2

S'- коефіцієнт, що враховує вплив озерности і заболоченості басейну, визначається з вираження:

- відповідно площа озер і боліт у відсотках від всієї площі басейну;

В- коефіцієнт, що враховує географічне положення ріки і що залежить від заданої забезпеченості визначуваної витрати. У= 3,0

Створ дамби №1:

Створ дамби №2:

Встановивши величину максимальної витрати води дощового паводка 20% - ний забезпеченості по кривій витрат, знаходимо відповідну відмітку рівня високих вод дощового паводка розрахункової забезпеченості. Всі розрахунки зводимо в таблицю №6.

Таблиця №6

Найменування створов

F, км 2

В

S ',

УВВ забезпеченим

Створ дамби №1

1600

40

3,0

0,76

91,2

16,7

Створ дамби №2

2100

45,83

104,5

16,9

1.5.2 Побудова кривої витрати в лімітуючому створе.

У межах відміток поперечного профілю призначається три рівні на отметкахZ1, Z2, Z3за початковий «нульовий» уровеньZ0принимается рівень нижньої точки дна, для якого всі гідравлічні елементи перетину рівні нулю. Для рівня обчислюються:

а) площа живого сеченияw м2, розташована від дна до даного рівня.

б) ширина русла по дзеркалу води на даному рівні, В м

в) середня глибина, еквівалентна при широкому руслі гідравлічному радіусу R;

г) швидкісний множник

д) середня швидкість потоку, м/з

е) витрату води,

Всі результати розрахунків зводимо в таблицю 7.

Таблиця №7

DZ, м

w, м 2

В, м,

м

З,

V,

Q,

10,9

0

0

0

0

0

0

12

30,5

30,5

1

50

1,12

34,16

13

65,7

33,5

1,96

56

1,75

114,97

14

104,5

37

2,82

59,5

2,23

233,04

За даними таблиці №7 праворуч від поперечного профілю будуємо графіки залежності і (мал. 6).

Ріс.6.

II Вибір і обгрунтування схеми регулювання стоку ріки

2.1. Визначення термінів лісосплаву на природних рівнях і розрахунок необхідного його продовження.

Розрахунок проводиться для найбільш несприятливого за умовами лісосплаву (лімітуючого) створа, положення якого вказане в завданні. Ця задача вирішується в наступній послідовності:

2.1.1 Визначається мінімальна сплавная глибина.

Т - максимальне осідання одиниць, що сплавляються; Т=0,56

Z - даний запас, приймається 0.10 - 0.15 м

0,56+0,14=0,7м

2.1.2 Визначається мінімальна сплавний витрата води в лімітуючому створе, при якому забезпечується мінімальна сплавная глибина, а при молевом сплаві, так само і мінімальна експлуатаційна швидкість 0.15 - 0.2 м/з.

Мінімальна сплавний витрата визначається по поперечному профілю лімітуючого створа і кривим витрати води і швидкостей, побудованому для цього створа (мал. 6).

Як розрахункова величина приймається найбільше з двох знайдених величин. Рівень води, той, що відповідає розрахунковій величині мінімальної сплавного витрати називається мінімальним сплавним рівнем. (Мін. СУВ).

2.1.3 Дата закінчення лісосплаву на природних умовах визначається умовою:

- среднедекадний або середньомісячна витрата води в лімітуючому створе.

Початок сплаву на природних рівнях -1.V

Кінець сплаву на природних рівнях - 31.V

Почало регулювання сплаву -1.VI

2.1.4 Терміни продовження періоду лісосплаву за рахунок регулювання стоку.

Визначимо часову лесопропускную здатність в лімітуючому створе:

- коефіцієнт переходу від поверхневої швидкості течії до швидкості руху колод в стислому перетині лесосплавного ходу.

- середня поверхнева швидкість течії при мінімальній сплавном витраті;

- стисла ширина лесосплавного ходу, м

в- ширина по дзеркалу води в лімітуючому створе при Мін. СУВ; в=29м

е - коефіцієнт використання ширини ріки в стислому перетині.

- граничний коефіцієнт заповнення лесосплавного ходу в стислому перетині;

g- об'єм лісоматеріалів, що щільно розміщуються на 1м2акваторії:

- середній діаметр колод, м

Твір коефіцієнтів і;

При

Тривалість молевого лісосплаву на регульованому стоці (число часів ефективного додаткового живлення)n:

Д- дефіцит лесопропускной здатності, м3

Число діб, на яке повинен бути продовжений період лісосплаву при можливості двозмінної роботи, т. е. при сезонному регулюванні стоку:

діб

14 - число часів лісосплаву в доби при двозмінній роботі.

2.2. Вибір варіанту схеми регулювання стоку

2.2.1 Перевірка можливості застосування добового регулювання.

Добове регулювання стоку потрібно застосовувати тільки для продовження термінів молевого лісосплаву.

Першим критерієм застосовності добового регулювання стоку є гранична дальність дії попуска (). Ця величина обумовлюється явищем розпластання хвилі і обмеженою тривалістю попуска.

При середньому схилі i = 0.0009 гранична дальність дії попуска буде:

Ріс.7

Розрахунок ведемо по створу дамби №1:

Отже, добове регулювання неможливе.

2.2.2 Перевірка можливості сезонного регулювання стоку.

Сезонне регулювання стоку може використовуватися для продовження періоду молевого лісосплаву.

Дата початку додаткового живлення відповідає початку розрахункового інтервалу часу, наступного за закінченням періоду лісосплаву на природних рівнях 1.VI. Дата закінчення додаткового живлення 7.IV.

Середня витрата в лімітуючому створе:

Середня за період витрата води додаткового живлення:

Для того, щоб забезпечити додаткове живлення протягом періоду, необхідний корисний об'єм водосховища:

Для цього об'єму відповідає відміткаÑ НПУ (нормальний подпорний рівень) рівна 17м, що нижче за 19,3 м. Отже, сезонне регулювання можливе.

Після перевірок робимо висновок, що приймається сезонне регулювання стоку в створе дамби №1 на 1630кмот гирла ріки.

2.3. Водохозяйственний розрахунок по прийнятому варіанту схеми регулювання стоку.

Для вибраного варіанту проводиться уточнений водохозяйственний розрахунок.

3.1. Сезонне регулювання стоку.

1) Тривалість періоду додаткового живлення з 1.VI по 7.VI.

2) Весь період додаткового живлення розбивають на частині (декади).

У нашому випадку розбиття не потрібно, т. до. додаткове живлення проводиться в одну декаду.

3) У табличній формі проводимо розрахунок величини корисного об'єму водосховища.

Таблиця №8

№ розрахункового періоду

Терміни розрахункового періоду

Тривалість розрахункового періоду, DТ

Ср. за розрахунковий період витрати,,

1

1.06-7.06

6

25

24,27

0,73

378432

416275,2

Об'єм води, корисне срабативаемий з водосховища за даний період:

Повний об'єм води, який повинен бути запасений у водосховищі на даний розрахунковий період:

4) З'ясуємо режим витрати води з водосховища в період додаткового живлення.

Зарегулированний витрата води, що поступає з водосховища:

- природна витрата в створе дамби за розрахунковий період, приймається по таблиці 3.

Об'єм зарегулированного стоку з водосховища:

Результати розрахунків зводимо в таблицю №9.

Таблиця №9

№ розрахункового періоду

Терміни розрахункового періоду

Тривалість розрахункового періоду, DТ сут

Ср. за розрахунковий період витрати води,,

1

1.06-7.06

6

19.72

0.73

20.45

10601280

5) Перевіряємо забезпеченість зарегулированного режиму стоку в створе дамби природної приточностью в маловодому році 90%-ний забезпеченості.

Щоб не погіршити умови лісосплаву на природних рівнях і забезпечити режим додаткового живлення, що є потрібен, для створа дамби повинно дотримуватися нерівність:

- об'єм річного стоку (= 221854500м3)

- об'єм зарегулированного стоку за період додаткового живлення..

- об'єм стоку за період сплаву на природних умовах, т. е. з початку лісосплаву до початку додаткового живлення.

221854500 > (10601280+127410000)221854500 > 138011280

тобто умова виконується.

6) Визначимо відмітку рівня мертвого об'єму водосховища (УМО)

- відмітка рівня води в нижньому бьефе дамби при зарегулированном витраті в останньому розрахунковому періоді додаткового живлення, коли водосховище спрацьовується до наинизшего рівня, т. е. доУМО.

DZ= 0,1-0,3м- перепад рівнів, необхідний для пропуску через дамбу зарегулированного витрати. (DZ = 0,2м)

Величину беремо з таблиці №9, після чого визначаємо по кривій витрати в створе дамби №1.

= 16.1+0.2=16.3 м

відповідає мертвому об'єму =1000000 ( знайшли по кривій витрати водохранилищаW=f(Z)).

7) Знаходимо повний об'єм водосховища як суму мертвого і корисного об'ємів.

Ріс.8 Визначення основних параметрів водосховища

=1+10,6 =11,6млн.

Повному об'єму водосховища відповідає встановлена по кривій об'єму.

- умова виконується. 18.2 < 19.3

III Проект лесосплавной дамби

3.1. Початкові дані.

а) 385.33 м3/з 2. а) 18.1 м

б) 91.2 м3/з би) 16.7 м

в) 20.45 м3/з в) 16.1 м

456.06 м3/з

3. 18.2 м 16.3 м

4. Грунт суглинок

5. Задані терміни будівництва з 1.08 по 31.03

Тип кривий

Рис. 9. Криві витрат води в створе дамби Q=f(Z)

Рис. 10 Дільниця під дамбу-план №

3.2. Вибір створа дамби.

Дамба розміщується на дільниці найбільшого зближення крутих берегів долини з тим, щоб мати найменшу довжину гребель що сполучають дамбу з берегами. Безпосередньо нижче за створа дамби треба мати порівняно прямолінійну дільницю ріки з тим, щоб не створювати умов для розмиву берега і утворення заторів лісу в нижньому бьефе дамби.

Водопропускная частина дамби (водоскид) розташовується перпендикулярно динамічній осі потоку і в найбільш зниженій частині русла, щоб забезпечити найкращі умови для пропуску високих вод.

Створ дамби №1 будуть розміщений на дільниці під дамбу - план №4 мал. 10.

3.3. Вибір типу і конструкції дамби.

Тип флютбета - свайний, т. до. натиск на порогу дамби до 4.0 м, а грунт дозволяє забивання паль.

Тип засад - ряжевие.

Конструкція постійних проміжних опор - контрфорсние, шириною 0,4 - 0,7 м.

Конструкція ряжей - з колод суцільного рубання.

Тип затворів - звичайні плоскі щити.

Тип моста - службовий.

3.4. Гідравлічний розрахунок ширини отвору дамби.

Водосливное отвір дамби класу капитальности розраховується на пропуск максимальної витрати 5%-ний забезпеченості і перевіряється на пропуск максимальної витрати 1%-ний забезпеченості. Крім того, по експлуатаційних умовах отвір дамби розраховується на пропуск зарегулированного витрати при мінімальному натиску на порогу споруди, т. е. при відмітці рівня мертвого об'єму. Оскільки пропуск максимальних витрат відбувається при повністю знятих щитах, отвір лесосплавних дамб в гідравлічному відношенні можуть розглядатися як водозлив з широким порогом.

Розрахунок ширина отвору лесосплавной дамби проводиться в наступній послідовності.

3.4.1. Встановимо відмітку порога водосливного отвору за умовами лісосплаву через створ дамби.

- мінімальна сплавная глибина для відповідного вигляду лісосплаву;

- мінімальний зарегулированний рівень води в період лісосплаву.

16.1 - 0.7= 15.4 м

Якщо через створ дамби проводиться тільки молевой лісосплав, як в цьому випадку, то приймається для останнього розрахункового періоду.

Обчисливши, знаходимо натиск на порогу дамби:

=18.2 - 15.4=2.8 м

3.4.2. Визначимо стислу ширину отвору з умови пропуску максимальної витрати 5%-ний забезпеченості.

а) складемо розрахункову схему пропуску води через створ дамби.

Оскільки =18.2 вище, то приймаємо наступну схему.

Ріс.11. Розрахункова схема до визначення ширини отвору дамби.

б) встановимо тип водозливу з широким порогом по умові:

(водозлив не затоплений)

2.7 м

- натиск на водозливі

2.8 м;2.7 < 0.8×2.8; 2.7 > 2.24

умова не виконується, отже, водозлив затоплений.

у) визначимо стислу ширину водосливного отвору дамби у разі затопленого водозливу:

- максимальна витрата води 5%-ний забезпеченості; =385.33 м3/з

m- коефіцієнт витрати (0,36¸0,38);m=0,38

- повний натиск на водозливі, який приймаємо рівним статичному напоруН; =2.8 м

- коефіцієнт затоплення, приймається в залежності від міри затоплення.

0.96 знаходимо 0.59

3.4.3. Так само визначимо стислу ширину отвору з умови пропуску зарегулированного витрати при наинизшем рівні верхнього бьефа, т. е. при, використовуючи наступну схему. (мал. 12).

Рис. 12. Розрахункова схема до визначення ширини отвору дамби.

Як розрахункова витрата тут беремо у разі сезонного регулювання стоку зарегулированний витрату для останнього розрахункового періоду.

20.45 м3/з

16.3-16.1=0.2 м

3.4.4. Вибираємо розрахункову стислу ширину отвору найбільшу з двох, т. е. 83 м

3.4.5. Визначаємо повну ширину отвору з урахуванням стиснення струн засадами і постійними опорами. Знаходимо її по наближеній формулі:

е = 0,85¸0,95 - коефіцієнт бічного стиснення.

83/0.95=87м

3.5. Лесопропускние пристрою дамби і розбиття її отвору на прольоти.

3.5.1. Визначаємо ширину лесопропускного пристрою.

Число колод, які повинні одночасно входити в отвір лесопропускного пристрою:

- задана пропускна спроможність лесопропускного пристрою дамби,

- швидкість подачі колод в лесопропускное пристрій, м/с0,5¸1,0 м/з=0,5 м/з

d- середній діаметр колод, м d=0,7м

k- поправочний коефіцієнт на нерівномірність впускання; до=0,6

Приймаємо штуку.

Ширина лесопропускного пристрою в світлу.

м

0,1 м - зазор по ширині між сусідніми колодами і між колодами і стінками лесопропускного пристрою.

Оскільки вийшло, що < 1,5 м, то, враховуючи трудність подачі колод у вузькі отвори і можливість їх заклинення, приймаємо =1,5 м.

3.5.2. Встановлюємо тип лесопропускного пристрою. НайПростішим і найбільш зручним в експлуатації типом є лесопропускное отвір (ЛПО), з порогом на рівні порога дамби. Цей вигляд лесопропускного пристрою застосуємо, якщо

- витрата води через повністю відкритий лесопропускное отвір при відмітці НПУ у верхньому бьефе.

- мінімальна зарегулированний витрата води або мінімальна витрата попуска;

= 20,45 м3/з

В цих умовах водозлив завжди виявляється незатопленим і, отже,:

- стисла ширина лесопропускного пристрою;

умова виконується, отже, встановлюємо лесопропускное отвір шириною =1,5 м

3.5.3. Намічуємо розбиття отвору дамби між засадами на більш дрібні прольоти шляхом пристрою постійних проміжних опор - контрфорсов.

а) При установці постійних проміжних опор прольоти призначаються між контрфорсами.

б) Ширина отвору між проміжними сторонами в світлу, з урахуванням товщини стін ряжевих опор і середньої товщини контрфорсов, складає:.

в) Внаслідок розбиття отвору дамби на прольоти для водосливного фронту дамби повинне бути витримано умова:

з допустимим відхиленням від +10 до -5 %

Відхилення складає - 1,88%, що допустимо.

3.5.4. Вичерчиваем схему розбиття отвору дамби на прольоти (мал. 13)

Ріс.13. Розбиття отвору дамби на прольоту контрфорсами.

3.5.5. Прийнятий отвір дамби перевіряємо на пропуск максимальної витрати води 1%-ний забезпеченості -. Піднесення рівня верхнього бьефа над порогом дамби визначається по формулі:

У цю формулу підставляємо фактичну величину

Оскільки, не знаючи величину не можна визначити, чи буде в цьому випадку водозлив затоплений чи ні, розрахунок ведеться підбором.

Приймаємо і визначаємо, а потім знаходимо відношення.

18,3 - 15,4=2,9 м

Якщо < 0,8 - розрахунок виконаний правильно. Якщо ж > 0,8 - водозлив затоплений і треба задаватися.

- умова не виконується.

Відмітка подпорного рівня високих вод 1%-ний забезпеченості:

3.6. Розрахунок підземного контура дамби і бічної фільтрації.

Розміри підземного контура дамби встановлюються фільтраційний розрахунком. Розрахунок ведеться в наступній послідовності.

3.6.1. Вибираємо тип підземного контура дамби, призначаємо його попередні розміри і вичерчиваем схему (Ріс.14). У залежності від натиску споруди (Н =2,8) і грунту основи (суглинок) флютбет дамби влаштовуємо свайним. При призначенні розмірів підземного контура дамби керуємося наступними практичними формулами:

Довжина предпонурной подушки

Довжина похнюплена

Довжина водобоя

Довжина слива

Довжина рисберми

Глибина забивання королевого шпунта, що відлічується від відмітки дна котлована приймаємо.

Глибина забивання понурного шпунта (також від дна котлована).

Загальна глибина забивання шпунтов

(2,5+2) < 4,5 <

умова виконується

Ріс.14. Розрахункова схема підземного контура дамби на свайном основі.

3.6.2. Обчислюємо фільтраційний натиск, під дією якого рухається фільтраційний потік. Максимального значення ця величина досягає при повному натиску на дамбі і закритих щитах.

- рівень води нижнього бьефа при закритих щитах, т. е. при Q=0 визначуваний по кривій витрати в створе дамби.

3.6.3. Вживані в п.6.1. розміри водонепроницаемих частин підземного контура перевіряємо по формулі Льону:

- приведена довжина водонепроницаемих частин підземного контура;

- довжина вертикальних дільниць шляху фільтрації;

- довжина горизонтальних дільниць шляху фільтрації;

- фільтраційний натиск;

- коефіцієнт, що характеризує грунт в основі дамби, т. до. у нас суглинок, то С0=2,5.

13 > 8

Може бути допущений невеликий запас в межах 10-20%, отже умова виконується.

3.6.4. Будуємо приведену епюру фільтраційний тиску на флютбет і на основі її визначаємо величину фільтраційний тиску на похнюплений і водобой (рис15)

Рис.15. Приведена епюра фільтраційний тиску води на флютбет дамби.

Для отримання величини повного тиску на водонепроникний елемент флютбета треба врахувати зважуючий тиск зі сторони нижнього бьефа.

- піднесення горизонту води нижнього бьефа при закритій дамбі під дном котлована.

м

і - натиск фільтраційний потоку на початку і в кінці контура з урахуванням зваженого тиску зі сторони нижнього бьефа.

Величина противодавления на 1 пог. м. ширина похнюплена і водобоя обчислюється по формулах:

- об'єм ваги води. (1,0 т/м3)

- довжина похнюплена, м

- довжина водобоя, м

Розрахунок бічної фільтрації.

14 > 8

умови виконуються.

3.7. Статичні розрахунки основних елементів дамби.

3.7.1. Розрахунок проміжної стойки без подкоса.

Рис. 16 Схема до розрахунку проміжних стойок.

Оскільки, то вибираємо розрахункову схему на мал. 16.

Перевищення центра верхньої балки над НПУ:

- перевищення центра верхньої опори над:

- перевищення над НПУ

Розрахункова довжина проміжної стойки:

Н- натиск на порогу дамби при в її верхньому бьефе, м.

Для того, щоб всі щити в прольоті мали однакову ширину необхідно, щоб відстань в осях стойок відповідали рівності:

L- проліт в осях лицьових стін постійних опор, м.

k- відстань від осі лицьової стіни опори до осі корінної стойки;k=0,2

n- число проміжних стойок в прольоті.

Для прийнятих позначень і вибраної схеми навантаження верхня і нижня опорні реакції вертикальної стойки складає:

- питома вага води (=1 т/м3).

Максимальний згинаючий момент виникає в перетині, віддаленому від центра верхньої опорної балки на величину.

Значення максимального згинаючого моменту знаходиться по залежності:

Необхідний момент опору:

- розрахунковий опір деревини при згині, кг/см2

=100 кг/см2

Типовий перетин дерев'яної проміжної стойки вибирається по таблиці 1[2]. При вибираємо перетин W=2843 cм3

3.7.2. Розрахунок свайного флютбета на зсув.

Зсуваючою силою є гідростатичний тиск води при закритій дамбі і найвищому рівні верхнього бьефа, т. е. при. Стійкість проти зсуву створюється за рахунок круглих паль і шпунтов, забитих в грунт основи і працюючих на горизонтальне навантаження.

Задача розрахунку - перевірка прийнятої при конструюванні схеми забивання паль, їх перетинів і глибини забивання.

Розрахунок ведеться на ширину отсека флютбета рівної відстані між сусідніми подовжніми рядами паль, т. е. на один подовжній ряд паль в прольоті дамби.

Ріс.18. Схема до розрахунку свайного флютбета на зсув.

приймаємо

Розрахункова зсуваюча сила при

В межах розрахункової схеми є 7 паль площадьюF, м2каждая і шпунтовие ряди товщиною і, м, навантаження що доводиться на одну палю або на кожний з шпунтових рядів визначається по формулах:

Площа палі визначається по формулі:

Ріс.19

Міцність грунту забезпечена при дотриманні наступних умов:

h- глибина забивання паль, м.

d- діаметр палі, м

а- піднесення осі насадки над дном котлована. (а=0,5 м)

m- коефіцієнт що залежить від характеру грунту.

- питома вага грунту, кН/м3

- кут внутрішнього тертя грунту, град

При насиченні основи водою об'ємна вага грунту приймається у зваженому стані.

0,26 <7

2,5 <, 8

1,66 <1,7

Глибину забивання паль приймаємо 4м, понурного шпунта 2м, королівського шпунта - 2,5 м.

Максимальний згинаючий момент для палі або шпунта втм:

Міцність палі або шпунта перевіримо по залежності:

- моменти опору палі і розрахункові секції шпунта, см3

- розрахунковий опір при згині, кг/см3

1000т/м3

Таким чином умови виконуються.

3.7.3. Розрахунок ряжевого засади на зсув.

Ряжевие засади розраховуються на зсув у бік отвору дамби під дією распора грунту берегової засипки. Площина зсуву - верх насадок при свайном флютбете.:

Розрахунок ведеться на секцію засади, розташованої в самої вузькій частині між открилками. Ширина розрахункової секції, апринимается рівної подовжньому розміру ящика засади, тобто відстані в осях його поперечних стінок.

Висота засади:

- відмітка верху засади, м

- відмітка основи засади, м

Рис.20 Розрахункова схема ряжевого засади і його основи.

Ширина ряжевого засади у вузькій його частині береться в пределахВ=(0,6¸1,0); а=1,5 м

В=0,6×4,8=2,88 м приймаємо В=4 м.

Об'єм розрахункової секції ряжа:

Об'єм дерев'яного каркаса ряжа:

Об'єм завантаження:

Вага дерев'яного каркаса ряжа і вага завантаження при водопроникних водобое і завантаженню:

Зсуваюча сила - распор грунту засипки з боку берега або земляної греблі:

************************************************************************

- висота засади від площини зсуву, м.

а - ширина розрахункової секції засади, м.,

- питома вага і кут внутрішнього тертя грунту засипки за засадою.

Сила опору зсуву беруться з двох компонентів:

а) сили тертя дерев'яного каркаса розрахункової секції засади по насадках або по виряджаю флютбета:

- діюча вага ряжа розрахункового отсека.

i - коефіцієнт передачі ваги навантаження на каркас.

- коефіцієнт тертя ряжа по насадках або по виряджаю флютбета з урахуванням врубок;

б) сили тертя іншої частини засипки розрахункового отсека по грунту основи:

- коефіцієнт тертя засипки ряжа по грунту основи;

Стійкість ряжевого засади забезпечується якщо виконується умова:

умова виконується.

7.4. Розрахунок свайного основи ряжевого засади.

Задача розрахунку - підбір глибини забивання паль, підтримуючих засаду.

Перекидаючий момент відносно осі А-А (мал. 20)

Втримуючий момент:

Відстань від лицьової стінки ряжа до перетину рівнодіючою вертикальних і горизонтальних сил R з основа ряжа:

Ексцентриситет рівнодіючої:

Навантаження на нову палю в розрахунковій секції при однаковому діаметрі і глибині забивання всіх паль:

n - число паль в розрахунковій секції засади; n=3

х - відстань від центра тягаря свайного основи до відповідної палі;

Відлічується у бік отвору дамби зі знаком «+», у бік берега «-».

Глибина забивання паль h і їх діаметр d підбираються так, щоб виконувалася умова:

- навантаження, що допускається на палю;,

т

- тиск, що допускається на грунт; 45т/м3

k - коефіцієнт що залежить від роду грунту; k=0,25

- питома вага грунту; =1,9

h - глибина забивання паль; h=4м

F - площа поперечного перетину палі;

d - діаметр палі; d=0,2 м

U - периметр палі;

t - питомий опір тертя грунту 45т/м3

умова виконується.

7.5. Розрахунок стоечного контрфорса.

Стоечние контрфорси можуть використовуватися постійні проміжні опори в прольоті дамби.

При розрахунку контрфорса враховуються наступні сили:

1) Гідростатичний тиск води P0на контрфорсе і на щити, безпосередньо на нього що спираються.

2) Горизонтальна сила, що передається на контрфорс верхніми опорними балками, на які в суміжних з контрфорсом, що розраховується прольотах спираються проміжні стойки.

Гідростатичний тиск води (т)

В=

- питома вага води;

Н - розрахунковий натиск на порогу дамби

- відстань між осями контрфорса і проміжних стойок, м.

Відстань в світлу

- ширина контрфорса; 0,5 м

L - ширина вибраної проміжної стойки. L =0,25 м

Інша діюча на контрфорс горизонтальна сила:

- число проміжних стойок в суміжних з розрахунковим контрфорсом прольотах; n=3

- верхня опорна реакція проміжної стойки;

Контрфорс розглядається як ферма, і тому все діючі сили вважаються прикладеними у вузлах (мал. 21)

З урахуванням цього, сила розкладається на дві що становлять. При трикутній формі епюри навантаження:

Рис. 21. Розрахункова схема контрфорса з одиночними подкосами.

Вертикальні складові, діючі по осях першої і другої стойок контрфорса і розтягуючі ці стойки:

- кути нахилу до горизонту першого і другого подкосов контрфорса.

Стойки контрфорса перевіряють на відстані зусиллями:

F - площа поперечного перетину стойки.

Сили, діючі в подкосах контрфорса:

Подкоси контрфорса перевіряють на стиснення зусиллями і на подовжній згин, з урахуванням якого дійсне напруження визначається по формулі:

- розрахункові зусилля в подкосе, кг

F - площа поперечного перетину подкоса;

W - момент опору перетину подкоса, см3

М - згинаючий момент

Е - найбільший ексцентриситет сили S відносно осі подкоса, м

W=

7.6. Розрахунок нижніх наполегливих брусьев.

Нижні наполегливі брусья сприймають через поперечний розподільний брус горизонтальний тиск від нижніх кінців проміжних стойок і передають його через пряму зубья на подовжню брусья.

Необхідна площа смятия:

- сила, рівна нижній реакції проміжної стойки.

- коефіцієнт смятия упоперек волокон на частині довжини.

Висота наполегливого бруса по конструктивних міркуваннях береться в межах:; ширина його

Приймемо,

В конструкції приймемо 1 брус, т. до.

Довжина зуба знаходиться по напруженню, що допускається на сколюванні вдовж волокон:

- напруження, що допускається на сколюванні вдовж волокон

Приймаємо

Прийнявши число зубьев n=2 і призначивши висоту зуба перевіряємо напруження на смятие зуба вдовж волокон:

- коефіцієнт смятия 100 кг/см2

умови виконується.

7.7. Розрахунок щитів і вибір підйомників.

Як затвори низконапорних дерев'яних дамб використовуємо змінні щити. (мал. 22)

Рис. 22. Схема до розрахунку довжини щита

Довжина щита:

У - відстань в осях проміжних стойок;

Е - зазор між щитами і стійкою 0,01-0,02 м

Розрахункова довжина щита між умовними точками опори:

Розрахунок міцності проводиться для нижньої дошки нижнього щита, ширину дошки приймаємо.

Натиск над центром цієї дошки:

Тиск на один метр дошки (Т/м)

Максимальний згинаючий момент ()

Необхідний момент опору:

Товщина щита:

Приймаємо товщину щита d =

Висота щитів призначається так, щоб зусилля для підйому кожного з них було приблизно однаковим. Висоту нижнього щита призначають:

Рис. 23. Схема до розрахунку висоти щитів.

Призначаємо

Гідростатичний тиск на нижній щит (Т) при розрахунковому натиску Н (м).

Необхідне зусилля для підйому щита - підіймальні зусилля.

G - вага щита з поковками, т

F - коефіцієнт тертя між щитами і стойкою з урахуванням можливості забруднення поверхні (дерево по сталі-)

G =

Т =

При підйомі щитів коміром зусилля (Т);)( прикладене до його рукоятки.)( (Рис.)( 24)

r - радіус вала коміра; 0,1 - 0,15 м; r = 0,1 м

з - довжина рукоятки від осі вала; 0,5-0,75 м

n - число рукояток (1 або 2)

h - КПД коміра; 0,8

Ріс.24. Схема до розрахунку коміра.

N =

Т. до. в розрахунку вийшло, то ставляться двоє робітників.

7.8. Розрахунок верхньої наполегливої балки і службового моста.

При проектуванні верхньої будови дамби вибираємо схему, коли верхня наполеглива балка служить для підпирання верхніх кінців проміжних стойок і працює тільки на горизонтальне навантаження; службовий міст має самостійні прогони. (Ріс.25)

Рис. 25. Розрахункова схема верхньої будови дамби.

1- верхня наполеглива балка.

2- Прогін

3- Проміжна стойка.

Верхня наполеглива балка спирається на лицьові стіни засад, в нашому ж випадку на верхню насадку контрфорса. Таким чином, розрахунковий проліт верхньої наполегливої балки рівний відстані в осях контрфорсов. Розрахункова схема верхньої наполегливої балки зображена на Ріс.26.

Ріс.26. Розрахункова схема верхньої наполегливої балки.

Знаходимо максимальний згинаючий момент:

По максимальному згинаючому моменту встановлюємо необхідний момент опору.

Число колод, що становлять опорну балку знаходимо з умови:

- число колод в наполегливій балці.

- момент опору однієї колоди.

Для складання верхніх наполегливих балок використовуємо колоди, приймемо d = 0,28 м.

=

Число колод візьмемо

Умова виконується.

Верхня наполеглива балка буде мати вигляд: Ріс.27.

Ріс.27. Складання верхньої наполегливої балки.

Розрахунок службового моста, схема якого приведена на мал. 28 ведемо в наступній послідовності:

Ріс.28 Схема службового моста.

Дошку статевого настилу розраховуємо на згин, як балку на двох опорах, на яку діє навантаження від дозволеної маси. На дошку шириною на відстані між поперечками питоме навантаження (т/м)

т/м2

Максимальний згинаючий момент:

Момент опору:

Товщина дошки настилу:

Конструктивно приймається

Поперечину розраховуємо як балку на двох опорах з прольотом. Її рівномірно розподілене навантаження, що передається від настилу.

т/м

Знаходимо максимальний згинаючий момент:

Момент опору:

По конструкційних міркуваннях поперечини з колод повинні мати діаметр не менше за 16 див. (d = 16 см)

Прогін службового моста розраховується як балка на двох опорах з тим же прольотом, що і верхня наполеглива балка.

Зосереджене навантаження на прогін від однієї поперечини при двухпрогонном мості:

Зосереджене навантаження, що Доводиться на один прогін від підіймального зусилля Т і ваги підйомника прикладене в цьому випадку посередині прольоту (Ріс.29)

для розрахункової схеми на рис 29 будуємо епюру моментів, що згинаються і визначаємо.

Рис. 29. Розрахункова схема прогону службового моста.

Максимальний згинаючий момент:

Момент опору:

Прогони робимо з колод приймаємо d=28 див.

Кількість колод n=1, інші прогони конструктивно приймаємо таких же розмірів.

ВИСНОВОК

У даній курсовій роботі була отримана гидрологическая характеристика лесосплавного шляху в об'ємі, необхідному для проектування меліоративних заходів. Були розглянуті можливі варіанти поліпшення ріки регулюванням її стоку., був вироблений варіант сезонного регулювання стоку. Була запроектована дамба,. Яка загалом характеризується як дерев'яна ряжевая дамба крізного рубання на свайном основі з контрфорсами, отворами, що перекриваються звичайними плоскими щитами по знімних стойках зі службовим мостом.

Запроектована дамба забезпечує створення водосховища, що дозволяє продовжити терміни лісосплаву.

ЛІТЕРАТУРА

1. В. В. Савельев «Меліорація лесосплавних шляхів і гідротехнічні споруди», М.: Лісова промисловість., 1982.

2. М. М. Овчинников «Меліорація лесосплавних шляхів і гідротехнічні споруди». Методичні вказівки. С-Петербург., ЛТА - 1996

3. П. Ф. Войтко «Меліорація лесосплавних шляхів і гідротехнічні споруди». Методичні вказівки до виконання курсового проектування, Йошкар-Ола, МарПІ, 1994

4. Савельев, Овчинников «Меліорація лесосплавних шляхів і гідротехнічні споруди». Методичні вказівки до курсового проектування., Л.: ЛТА, 1974.

ЗМІСТ

Введення...

1. Гидрологическая характеристика лесосплавного шляху...

1.1. Визначення режиму витрат води в розрахунковому маловодому році. ...

1.2. Побудова інтегральної кривої стоку в розрахункових створах. ...

1.3. Розрахунок максимальних витрат води в створах споруд, що проектуються ...

1.4. Побудова кривої витрати в лімітуючому створе. ...

2. Вибір і обгрунтування схеми регулювання стоку ріки. ...

2.1. Визначення термінів лісосплаву на природних рівнях і розрахунок необхідного його продовження. ...

2.2. Вибір варіанту схеми регулювання стоку. ...

2.3. Водохозяйственний розрахунок по прийнятому варіанту схеми регулювання стоку...

3. Проект лесосплавной дамби...

3.1. Початкові дані...

3.2. Вибір створа дамби...

3.3. Вибір типу і конструкції дамби...

3.4. Гідравлічний розрахунок ширини отвору дамби...

3.5. Лесопропускние пристрою дамби і розбиття її отвору на прольоти...

3.6. Розрахунок підземного контура дамби і бічної фільтрації...

3.7. Статичні розрахунки основних елементів дамби...

Висновок...

Література...

Зміст...