Разработка методики и программного комплекса для расчетов оптимальных параметров сооружений водосливного фронта низконапорных плотин

• Автор: Курбанова, Зухра Адамовна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Введение.

1. Современное состояние вопроса проектирования оптимальных

параметров сооружений водосливного фронта низконапорных плотин на нескальном основании и задачи исследования

1.1. Выбор удельного расхода водосливного фронта плотин на нескальном основании

1.2. Краткие сведения к вопросу гидравлических расчетов нижних

бьефов гидроузлов

1.3. Общие сведения о методах расчета местного размыва за

креплением русла в нижнем бьефе водосливных плотин.

1.4. Общие сведения о методах расчета общего размыва и понижения уровня воды в нижних бьефах гидроузлов.

1.5. Основные задачи исследования.

2. Разработка методики и алгоритма расчета оптимальных параметров сооружений водосливного фронта и удельных экономичных расходов низконапорных водосливных плотин
на нескальном основании.
2.1. Расчетная модель методики расчета оптимальных параметров сооружений водосливного фронта низконапорных водосливных плотин на нескальном основании .
2.2. Гидравлический расчет водосливной плотины
2.3. Расчет сопряжения бьефов за водосливной плотиной.
2.4. Гидравлический расчет водобойной плиты при отсутствии на ней гасителей энергии
2.5. Гидравлический расчет водобойного колодца
2.6. Гидравлический расчет водобойных стенок
2.7. Гидравлический расчет рисбермы, выполненной из бетонных плит
2.8. Гидравлический расчет рисбермы, выполненной из камня
2.9. Расчет стенустоев, ограничивающих водосливной фронт плотины.
2 Расчет глубины ямы размыва за рисбермой
2 Расчет концевого крепления за рисбермой
1 2 Расчет объемов бетонных и земляных работ по сооружениям
водосливного фронта
2 Расчет стоимости плотины и сооружений водосливного фронта
2 Методика и алгоритм расчета общего размыва русла и понижения уровня воды в нижнем бьефе водосливных плотин
2 Выводы.
3. Реализация программного комплекса для расчетов оптимальных параметров сооружений водосливного фронта плотин.
3.1. Характеристика и описание среды моделирования.
3. 2. Описание внутреннего устройства комплекса
3. 3. Выводы
4. Использование разработанного программного комплекса для выработки рекомендаций по проектированию оптимальных
т параметров сооружений водосливного фронта плотин
4.1. План проведения и реализация эксперимента.
4.2. Анализ результатов численных экспериментов
4.2.1. Влияние состава сооружений, входящих в водосливной фронт плотины, на значение удельного экономичного расхода.
4.2.2. Влияние гидравлических, геометрических и геологических факторов на значение удельного экономичного расхода плотины
4.2.2.1. Влияние расчетного расхода плотины на значение удельного экономичного расхода.
4.2.2.2. Влияние геометрического напора и глубины воды в нижнем
бьефе плотины на значение удельного экономичного расхода
4.2.2.3. Влияние вида грунта основания плотины и коэффициентов
откосов земляной плотины на значение удельного экономичного расхода
4.2.3. Обобщенные графики зависимости удельных экономичных расходов плотины от различных факторов
4.3. Сравнение результатов исследований с параметрами реально построенных водосливных плотин.
4.4. Зависимость глубины общего размыва от удельных экономичных расходов.
4.5. Выводы.
Заключение
Литература


Удельный расход г плотины является важнейшей характеристикой пропускной способности сооружения, а выбор его значения во многом определяет конструкцию водопропускного сооружения, режимы сопряжения бьефов, конструкцию крепления верхнего и нижнего бьефов и, как следствие, техникоэкономические показатели всего гидроузла. Изменяя удельный расход, можно получить различные варианты конструктивного решения водопропускного сооружения и крепления верхнего и нижнего бьефов. Вопрос определения удельных расходов водосливных плотин в настоящее время слабо изучен, что отражается в практическом отсутствии соответствующих точных методик и рекомендаций по определению . Имеются лишь приближенные зависимости для расчета удельного расхода у на рисберме. Эти зависимости основаны на том факте, что на выбор удельного расхода определяющее влияние оказывают грунты, слагающее русло реки, и деформации русла при размывах. Ч ирЬ2. Широко используется в проектной практике формула К. Я Лр2, 1. Ир глубина воды на рисберме. Ыа предварительных стадиях проектирования Гордненко П. И. предложил определять удельные расходы по затратам бетона на 1 кВт мощности потока, пропускаемого через плотину, 9,0Л . Я0,4 7 . Изза отсутствия норматившлх документов для способа определения удельных экономичных расходов, в практике проектирования и гидротехнического строительства используется метод вариантного проектирования. Этот метод основан на зависимости суммарной стоимости СТ затрат на тело плотины и устройств нижнего бьефа водобойная плита, рисберма и приращиваемой части грунтовой плотины, примыкающей к водосливной, от удельных расходов 7 водосливных плотин . При увеличении удельного расхода будет уменьшаться длина водосливной бетонной части плотины и увеличиваться длина глухой земляной плотины, примыкающей к водосливной с обеих сторон. Однако с увеличением 7 стоимость устройств нижнего бьефа, проектируемых для гашения энергии потока, сбрасываемого через плотину, будет возрастать рис. Рис. При выборе экономически наивыгоднейшего значения Ц рассматривают несколько вариантов плотины, проектируемой на различные удельные расходы. Устанавливают минимальное значение удельного расхода цтп, которым задаются при проектировании вариантов плотины. ВШ1 Й ест юж. РК 1. В приведенных формулах со площадь живого сечения реки в естественном ее состоянии при 3 коэффициент перехода от скорости и к средней скорости по вертикали, где измеряется глубина Лтях 1,2. Я Ятл Я ,п , ц Зс1т. При этом выполняют гидравлический расчет водосливной плотины, водобойной плиты или колодца и рисбермы, устанавливают геометрические размеры этих сооружений, определяют объемы бетонных работ по плотине, водобою, рисберме, а затем по этим параметрам вычерчивают поперечные сечения бетонной плотины вместе с креплением нижнего бьефа, отвечающие различным се вариантам . Поперечный профиль тела бетонной плотины вместе с креплением нижнего бьефа для каждого варианта, рассчитанного на определенное значение у, можно представить эскизным чертежом рис. Для каждого намеченного варианта по чертежу можно подсчитать объем бетона Уит и объем выемки грунта приходящиеся на I м длины водосливной части плотины. Рис. Схемы вариантов плотины для различных значений ц . Если построить график зависимости СТ где СТ суммарная стоимость единовременных затрат на тело плотины и устройства нижнего бьефа, удельные расходы водосливной плотины, то кривая графика будет иметь минимум и этому минимуму отвечает экономически наивыгоднейшее значение удельных расходов рис. При расчете но данному методу, минимум кривой СТ 7 часто выражен слабо и значение СТ в районе данного минимума с изменением 7 изменяется незначительно рис. Необходимо отметить, что данная расчетная модель является упрощенной, что ведет к занижению суммарной стоимости СТ. При назначении удельных экономичных расходов необходимо также учитывать возможные последствия трансформации русла в нижнем бьефе водосливных плотин. Изменение естественного гидрологического режима, вызванное строительством и эксплуатацией подпорных речных гидроузлов, является причиной изменений руслового процесса в нижнем бьефе. В естественных условиях на реке преобладают обратимые деформации русла, обусловленные транзитом наносов, поступающих с бассейна реки.