3 Статический расчет плотины

3.1 Установление размеров подземного контура сооружения

• Длина понура, принимается равной _п 23 м

• Ширина плотины определена по построению 23,9 м

• Длина шпунтов: S₁ = 21м;

S₂ = 2м;

Следует помнить, что в любом случае 2 м < S₁ < 25 м, а S₁+ S₂ должна быть меньше ширины плотины по основанию. Вышеуказанные размеры удовлетворяют этим условиям.

3.2 Фильтрационный расчет

Фильтрационный расчет ведется для случая наибольшего напора на плотину:

• в ВБ – НПУ

• в НБ – проектный уровень

Прежде всего, определяется расчетное расстояние до водоупора.

а) Длина горизонтальной части водонепроницаемого контура:

=23+23,9=46,9 м

б) Длина вертикальной части контура:

=21+4,9=25,9 м

в) В зависимости от соотношения этих длин по табл.7[1] определяем активную и расчетную глубину до водоупора:

Далее определяются коэффициенты сопротивления на характерных участках:

• На входе: ;

• По длине понура: ;

• Шпунт S1:

;

• По длине плотины:

• ;

• На выходе:

Потери напора на каждом участке определяются:

;

;

;

;

;

По результатам расчета строится эпюра фильтрационного противодавления, взвешивающего давления, активного давления воды (приложение 5), из которых получим:

,

;

3.3 Проверка фильтрационной устойчивости грунта основания

Проверка фильтрационной устойчивости грунта основания производится только для плотин на мягком основании и сводится к проверке возможности суффозии и выпора.

Для проверки суффозии определяется контролирующий градиент:

Уклон над плотиной определяется:

,

Допустимый уклон определяется по [4], [I] = 0,35 – для среднего песка:

Условие выполняется  суффозии не происходит.

Выпор грунта отсутствует если:

1)

h_ф – толщина фундамента (пригрузки);

k – коэффициент запаса; k=1,25.

Выпора не будет, т.к. имеем большой запас, следовательно, можно рассматривать вопрос об отказе от заднего шпунта.

3.4 Проверка устойчивости плотины на плоский сдвиг

Проверка устойчивости плотины на плоский сдвиг производится для всей секции плотины (между соседними температурно-осадочными швами, проходящими по середине бычков) шириной В.

Устойчивость определяется условием:

Вычисляем коэффициент надежности:

- коэффициент трения бетона по грунту, принимается равным 0,45 (по табл.9/1/)

- нормативный коэффициент надежности, (III класс – 1,15).

Условие не соблюдается, следовательно, необходимо сделать железобетонный понур. Делаем пересчёт.

Условие не выполняется, необходимо перейти к распластанному виду плотины.

4 Водохозяйственный расчет

Целью расчета является определение вида регулирования стока, построение графика колебания уровней в бьефах для года средней водности и графика годовой среднесуточной мощности ГЭС. Расчет ведется графоаналитическим способом, для чего все расчеты сводятся на лист миллиметровки (приложение 6). При этом потери на испарение, фильтрацию и пр. не учитываются.

Порядок расчета:

1. Строится график колебания уровней в НБ. Переносится с задания, в масштабе наносятся уровни УМО и НПУ.

2. Ниже строится интегральная кривая стока в соответствии с данными таблицы1. Полагая, что весь годовой сток W_год пропускается через турбины равномерно в течение года, строится прямая стока в НБ.

3. Далее строится разностная кривая стока – показывающая в каждый момент разность между суммарным стоком с начала года (т.е. то, что принесла река в водохранилище) и стоком в НБ (т.е. то, что пропущено через турбину). Очевидно, чтобы пропустить через турбины весь сток за год (т.е. осуществить полное годичное регулирование), необходимо запасти в водохранилище объем воды V (между минимумом и максимумом разностной кривой стока).

4. По заданной руководителем проекта кривой объема водохранилища, определяется фактический регулирующий объем водохранилища V_p.

5. Потом определяем вид регулирования стока:

В данном курсовом проекте сезонное регулирование, потому что V_p=96000*10⁵ меньше чем V=124000*10⁵; ΔV_сбр = V - V_p = 124000∙10⁵ - 96000∙10⁵ = 28000∙10⁵ м³;

6. Определяем годовой сток через ГЭС: w_гэс = w_г - ΔV_сбр = 246334,5∙10⁵ - 28000∙10⁵ = 218334,5∙10⁵ м³;

7. Q_гэс = w_гэс / 365∙86400 = 218334,5∙10⁵ / 365∙86400 = 692,3 м³/с;

8. Строится график колебания уровней в верхнем бьефе.

9. Колебания уровней в нижнем бьефе.

10. Далее строится кривая среднесуточной мощности ГЭС за год.

Величина Н снимается с графика колебания уровней.

Дата	Мощность
1.I	8∙692,3∙19,9 = 110214,2 кВт
14. II	8∙692,3∙19,0 = 105229,6 кВт
29. III	8∙692,3∙18,0 = 99691,2 кВт
28. IV	8∙692,3∙17,2 = 95260,5 кВт
2.VI	8∙692,3∙21,7 = 120183,3 кВт
3.Χ	8∙692,3∙20,5 = 113537,2 кВт
31. ΧII	8∙692,3∙19,5 = 107998,8 кВт