Совершенствование методов расчетного обоснования и проектирования русловых шахтных водосбросов полигонального очертания в плане

• Автор: Соколова, Светлана Анатольевна
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ШАХТНЫХ

ВОДОСБРОСОВ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТНОГО ОБОСНОВАНИЯ.

1.1. Условия применения шахтных водосбросов

1.2. Краткая характеристика шахтных водосбросов существующих

гидроузлов

1.3. Существующие методики расчета шахтного водосброса

1.3.1 Определение параметров водоприемной воронки

1.3.2 Определение параметров ствола шахты

1.3.3 Определение параметров сопрягающего колена.

1.4. Анализ технических решений и недостатков существующих
конструкций шахтных водосбросов.
1.5. Основные выводы и рекомендации.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОНСТ
РУКЦИИ ШАХТНОГО ВОДОСБРОСА ПОЛИГОНАЛЬНОГО ОЧЕРТАНИЯ В ПЛАНЕ.
2.1. Принципы формирования сливной поверхности шахты
2.2. Расчетные уравнения внутренней поверхности шахты.
2.3. Расчетные уравнения внешней поверхности шахты
2.4. Определение поперечных размеров сливной поверхности
шахты.
2.4.1 Определение ширины сливных граней по высоте шахты
2.4.2 Определение параметров поперечного сечения шахты.
2.4.3 Определение параметров живого сечения потока в шахте
2.5. Рекомендации по выбору оптимальных параметров
водоприемной воронки
2.6. Выводы по главе
3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ МОДЕЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методика модельных гидравлических исследований.
3.2. Экспериментальная установка. Назначение расчетных
параметров модельной установки.
3.3. Контрольноизмерительная аппаратура.
3.4. Оценка точности модельных гидравлических исследований
3.4.1. Оценка абсолютных погрешностей измеряемых величин
3.4.2. Оценка относительной точности измеряемых параметров
3.5. Методика пересчета параметров модели на натуру с учетом
масштабной поправки.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РАБОТЫ ШАХТНОГО ВОДОСБРОСА ПОЛИГОНАЛЬНОГО ОЧЕРТАНИЯ В ПЛАНЕ
4.1. Состав и объм модельных гидравлических исследований
4.2. Гидравлические режимы в шахте
4.3. Исследование пропускной способности шахтного водосброса
4.3.1. Исследование работы шахтного водосброса в напорном
режиме
4.3.2. Исследование работы шахтного водосброса в безнапорном
режиме.
4.4. Изучение распределения давлений в проточном тракте шахты
4.4.1. Анализ результатов изучения давления на сливной поверхности
шахты.
4.4.2. Определение величины вакуума на оголовке водопримной
воронки шахты.
4.4.3. Изучение распределения давлений на стыке сливных граней .
4.5. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Башенного типа (русловые) - водослив шахты полностью размещен в акватории водохранилища, а отводящий водовод находится под плотиной или в теле плотины. Водоприёмные воронки шахтных водосбросов выполняются преимущественно в форме круговой в плане воронки или сектора (рис 1. О популярности использования шахтных водосбросов свидетельствует большое количество публикаций и научных работ в СССР, России и за рубежом [, 1, 3]. Наиболее подробно конструкции шахтных водосбросов освещены в работах П. П.Мойса [, , ], С. М. Слисского [, ], Н. Т. Кавешникова [], С. П. Лаврентьева [], В. П. Недриги []. Девис Бридж (США), Бернхоп (Англия), Менжил (Иран), Чарвакский (СССР). Оуахи на Гавайских островах (рис. США в г. Расчетный расход водосброса 5 м3/с при напоре 3, м на гребне водоприёмной воронки. Водоприёмная воронка плавно соединяется с вертикальной цилиндрической шахтой, сходящейся книзу в виде криволинейного конуса. При диаметре воронки , м и туннеля 6, м диаметр переходного участка шахты изменяется от 9, до 6, м. Водоприёмная воронка шахтного водосброса Оуахи кольцевая, полная в плане, с кольцевым затвором, погруженным в специальную камеру [,7]. Для предотвращения винтообразного движения воды на входе потока в воронку устраиваются специальные противоводоворотные устройства (ПВК). На шахтном водосбросе Оуахи такой ПВК является раздельная стенка, устраиваемая со стороны откоса выемки. Отводящий туннель имеет круглое поперечное сечение. Еще одним примером шахтного берегового водосброса является водосброс Чарвакского гидроузла на р. Чирчик (СССР, г. Диаметр ствола шахты ,0 м. Пропускная способность при форсированном подпорном уровне равна м3/с. Напор на гребне при НПУ составляет 4,5 м, при ФПУ - 5, м [, ]. Рис. Рис. Теперь рассмотрим примеры шахтно-башенных водосбросов. К таким водосбросам можно отнести Понтези (Италия) [], Сан Валентино (Италия) [, 6], Ора (ГДР), шахтный водосброс Неберджаевского гидроузла (Россия) []. Гидроузел Сан Валентино располагается на р. Адиже в провинции Бальцано (Италия, период строительства - гт. Водосброс состоит из трех нерегулируемых круглоцилиндрических шахт, нижняя часть которых размещена в основании и верхняя часть в акватории водохранилища. Расположены они на одной линии вблизи от правого плеча плотины. Максимальная высота плотины до основания в плане составляет ,3 м (рис. MAX. W.S. R =. ШД . Рис. Рис. Сан Валентино; г - процесс возведения воронки водосброса. Очертание водосливных поверхностей шахт выполнено по профилю Кригера с коэффициентом расхода т = 0,, определенным на модели. Общая суммарная длина сливного фронта по гребню воронок на отметке НГГУ составляет 7, м. Две шахты имеют наружный диаметр водоприемных воронок ,5 м, а третья - ,5 м. Разница в диаметрах водоприемных воронок объясняется разницей пропускной способности отводящих туннелей. Туннель первой шахты диаметром 5,5 м соединен с туннелем первого берегового водосброса. Отводящий туннель второй шахты имеет диаметр 6,0 м, а третий туннель - 4,5 м. Расходы последних двух шахтных водосбросов объединяются с расходом второго поверхностного водосброса (рис. Суммарный расход шахтных водосбросов составляет 0 м3/с при напоре 1,4 м. Водосбросными сооружениями башенного типа являются Иннерсте (ФРГ) (рис. Аконгтиен (Англия), Артемовский (СССР), Жевлинсковский (Чехословакия), Северный Кебир (Сирия) [, 0], Джедра (Алжир, проект) [] и др. Шахтный башенный водосброс гидроузла Иннерсте с полной круговой воронкой в плане при напоре 1,0 м пропускает расход воды 5 м3/с. Диаметр воронки ,2 м. Вдоль слива воронки расположен прямоугольный воздуховод, обеспечивающий поступление воздуха в начале колена. Здесь шахта подводит воду к прямоугольной трубе в теле грунтовой плотины. Гидроузел Северный Кебир был построен в северо-западной части Сирии в км от г. Латакия ( г. Трасса шахтного водосброса проходит на пониженном участке в правобережном борту долины, где залегают относительно крепкие породы. В состав сооружений входит башня, двухочковая труба, водобойный колодец и рисберма.