Проектирование водохранилищного гидроузла по обеспечению потребности в воде водохозяйственного комплекса в бассейне реки Или

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева

Факультет естественных наук

Кафедра физической и экономической географии

Курсовой проект

По Гидротехническим сооружениям

На тему: Проектирование водохранилищного гидроузла по обеспечению потребности в воде ВКХ в бассейне реки Или

Выполнила: студентка гид-32 Дабылова Д.

Проверил: Заурбек А.К.

Астана,2013



Содержание

Введение

1. Определение режима и объема водопотребления отраслей экономики и водохозяйственного комплекса:

1.1 Потребность в воде орошаемого земледелия.

1.2 Потребность в воде коммунально-бытового водоснабжения

1.3 Потребность в воде сельскохозяйственного водоснабжения

1.4 Потребность в воде промышленного водоснабжения

1.5 Потребность в воде животноводческих ферм

1.6 Расчет режима водопотребления водохозяйственного комплекса

2. Выбор створа гидроузла.

3. Выбор отметки гребня плотины и конструирование поперечного профиля

4. Фильтрационный расчет земляной плотины

5. Расчет водовыпуска.

Заключение

Список использованной литературы



1. Определение режима и объема водопотребления отраслей экономики и водохозяйственного комплекса

1.1 Потребность в воде орошаемого земледелия определяется по формуле [1]

=, (1)

[]= /с,

Где , , q, .

Потребность в воде орошаемого земледелия за год определяется по формуле [2] :

=T, (2)

[=]=

Где , , T=2,63, c

При =0.75, =46* =0,32

==19,6 /с и =2,6,

=0,37

==22,7/с=22,7 =60,

=0,45

==/с и =282,6=74,

=0,35

==21,4/с и =21,42,6=56,2,

Результаты расчетов сведены в таблицу №1

Таблица №1. Режим водопотребления орошения

показатели	месяц	Год
	VI	VII	VIII	IX
Ордината графика гидромодуля, л/(с*га)	0,32	0,37	0,45	0,35	1,49
Потребность в воде/с	19,6	22,7	28	21,4	91,7
Потребность в воде, млн	51,5	60	74	56,2	241,7

Строим график режима водопотребления орошения (см.приложение 1,рис. 1)

1.2 Потребность в воде коммунально-бытовое водоснабжения определяется по формуле [3]

= , (3)

[]= л/с

Где N- количество населения, -норма водопотребления на одного человека, Кчас- коэффициент часовой неравномерности, Ксут- коэффициент часовой неравномерности.

При N=95* чел, =500 л/(сут*чел), Кчас=1,8-2 , Ксут=1,1-1,2 :

==0,3 /с

Потребность в воде коммунально-бытовое водоснабжения за год определяется по формуле [4]:

=31,5, (4)



=31,5=9,45

Потребность в воде коммунально-бытовое водоснабжения за месяц определяется по формуле [5]:

=, (5)

==0,8/мес

Строим график режима водопотребления коммунально-бытового водопользования (см.приложени1,рис.2)

1.3 Потребность в воде сельскохозяйственного водоснабжения определяется по формуле [6]

=, (6)

[]= л/с

Где N- количество населения, -норма водопотребления на одного человека, Кчас- коэффициент часовой неравномерности, Ксут- коэффициент часовой неравномерности.

При N=67 чел, =200 л/(сутчел ), Кчас=1,8-2, Ксут=1,1-1,2

==0,3 /с.

Потребность в воде сельско-хозяйственного водоснабжения за год определяется по формуле [7]:

= 31,5 , (7)

=0,331,5=9,5

Потребность в воде сельско-хозяйственного водоснабжения за месяц определяется по формуле [8]:

=, (8) ==0,8

Строим график режима водопотребления сельско-хозяйственного водоснабжения(см. приложение 1, рис.3)

1.4 Потребность в воде промышленного водоснабжения определяется формуле [9]

Ппв=В, (9)

Где B- объем валовой продукции, удельная норма водопотребления.

При Bст= 130 т , Bмедь= 90 т, =10/т, =243.6/т:

Ппв.год=(110)+(9010243,6)==23 , /год

Потребность в воде промышленного водоснабжения за месяц определяется формуле [10]:

Ппв.мес= , /мес (10)

Ппв.мес==1,9 , /месс

Строим график режима потребления промышленного водоснабжения

(см.приложение 1,рис. 4)



1.5 Потребность в воде животноводческих ферм определяется по формуле [11]

=, /с (11)

Где N - количество голов скота,-норма водопотребления на одну голову При N=57* голов, q= 10 л/сут.овца:

====0,013 /с

Потребность в воде животноводческих ферм за год определяется по формуле [12]:

= 31,5, (12)

=0,01331,5=0,41 ,

Потребность в воде животноводческих ферм за месяц определяется по формуле [13]:

=, (13)

==0,034 ,

Строим график режима водопотребления сельско-хозяйственного водоснабжения(см. приложение 1, рис.5)



1.6 Расчет водохозяйственного комплекса определяется по формуле [14]

=241,7 млн =75%;

=9,45 млн =97%;

=9,5 млн =95%;

=23,2 млн =95%;

=0,41 млн =95%;

=

где процентное обеспечение

==0,78

=0.78=78%80%

=12,4 =12,4 , Сv=0.40, Cs=2Cv=0.8, =0,66

==12,4=8,2=8200 млн.

Данные сводим в таблицу №2.

Таблица №2. Расчетное распределение стока р. Или

показатели	месяц	год
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Распределение Внутри года %	2	2	4	38	31	11	3	3	2	2	1	1	100
Расчетное распределение стока, млн.	164	164	328	3116	2542	902	246	246	164	164	82	82	8200

Расчет режима водопотребления ВКХ отдельно по месяцам сводим в таблицу №3



Таблица №3 Расчет режима водопотребления ВХК, млн.

показатели	месяцы	год
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
1.КБВ	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	9,45
2.СХВ	0,79	0,79	0,79	0,79	0,79	0,79	0,79	0,79	0,79	0,79	0,79	0,79	9,5
3.ПВ	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	1,9	23,2
4.Орошение	-	-	-	-	-	51,5	60	74	56,2	-	-	-	241,7
5.Жив-во	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0.41
6.Переброс- ка стока	-	-	-	-	-	-	-	-	150	200	-	-	350
7.?	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	55	63,5	77,5	209,7	203,5	13,5	3,5	634
8.W	164	164	328	3116	2542	902	246	246	164	164	82	82	8200
9.Дефицит	-	-	-	-	-	-	-		45,7	39,5	-	-

> П., но в период с IX по Х возникает дефицит. Строится водохранилище сезонного регулирования стока.

==45,7+39,5=85,2 млн.

=0,2=17,04 млн.

=46 млн.

УМО=704м, НПУ=709м, ФПУ=710м



2. Выбор створа гидроузла

водопотребление гидроузел плотина профиль

Створ гидроузла выбирается технико-экономическими расчетами из 4-5 вариантов. Учитывается наличие:

1. строительных материалов и их местоположение.

2. Общая схема технологии производства работ и пропуска строительных расходов

3. Возможность использования гребня плотины для проезжей дороги

Предварительно для нашего случая в качестве исходных данных можно выбрать самое узкое место. Ось плотины проводится перпендикулярно горизонтали .

Напор определяется по формуле [15]:

H = отметка НПУ- отметка нижнего бьефа, (15)

Н=709-690,4=18,6 м.

Высота плотины определяется по формуле[16]:

Нпл=Н+2…2,5 м, (16)

Нпл=18,6+2 ,5=21,1

Отметка гребня определяется по формуле[17]:

Отметка гребня = отметка нижнего бьефа + Нпл (17)

Отметка гребня= 690+21,1=711,1м

Ширина гребня третьей категории дорог=12 м

При высоте плотины от 15-30 м верховой откос=3,5, низовой откос=2,5



3. Расчет истинной отметки гребня плотины

Существует 2 случая превышения гребня плотины:

а) если отметка воды находится на уровне ФПУ

б) если отметка воды находится на уровне НПУ, то используется формула [18]:

= ?h+?+а, (18)

где ?h- величина ветрового нагона, ? - величина высоты наката волны, а - запас, не менее 0,5 м

для нахождения величины ветрового нагона используется формула[19]:

?h=,(19)

где - коэффициент, зависящий от скорости ветра, -скорость ветра, L-длина разгона волны, H-высота плотины, -угол наклона между направлением ветра и продольной осью водоема (Н=21,1, =1)

а) при W=16 м/с (ФПУ), =2.1, L=10 км=10м

?h=2.1=0,03м

б) при W=22 м/с (НПУ), =3, L=8 км=8м

?h=3= 0,0056м

=

Где -высота плотины при 1% обеспеченности, -зависит от типа и относительной шероховатости крепления откосов, так как крепление бетонное, то =1, -так как крепление откосов бетонное, то =0,9, -при W>20 м/с и заложении откосов 3-5 равно 1,5, -зависит от угла наклона, -1, - по графику

-f(i%), i=1%, -1

1.Безмерные коэффициенты ; t=6ч=21600 с (уровень НПУ)

2. По графику согласно этим коэффициентам определяем и

==9621 по графику =2,1 =1,85

==200м по графику =0,032, =0,024

==4c

==1.2м

л==25 м

=, т.к =200м, то по графику =2,1

=1,2м=2,5м

==2,5=3,4м

d=?h++а= 0,0056+3,4+0,5=4м

гребень плотины = НПУ+d=709+4=713м



4. Фильтрационный расчет земляной плотины

Считается, что в верхнем бьефе отметка уровня воды находится на отметке НПУ, а в нижнем бьефе самая низшая возможная отметка уровня воды.

Расход фильтрации определяется по формулех [20]:

=K, (20)

Где К- коэффициент фильтрации грунта тела плотины, Н- высота плотины,

-глубина воды в нижнем бьефе, - длина

Для построения депрессионной кривой используется формула [21]:

= , (21)

Где Н- высота плотины, -глубина воды в нижнем бьефе, - длина, Х- расстояние от начала координатной кривой

=

Определяем длину депрессионной кривой по формуле [22]:

=лh++, (22)

л=

Определяем длину дренажа по формуле [23]:



=(0,05…0,06)H, (23)

Определяем длину от дренажа до гребня плотины по формуле[24]:

=) - , (24)

=1,05м, =72м, л=0,4, =81,4м



5. Расчет водовыпуска

Водовыпуски призваны удовлетворить потребность в воде отраслей экономики, которые расположены в нижнем бьефе (орошение, водоснабжение и т.д.), а в период строительства водовыпуски используются для пропуска строительного расхода

определяем максимальный расход по формуле [25]:

=, (25)

определяем строительный расход по формуле[26]:

=, (26)

Где ,

=3116, =8900

=594 /с

=1.54

=915 /с

Отметка водовыпуска = отметка УМО-1м=703

=отметка гребня плотины- отметка водовыпуска=711,1-703+0,5=8,6м

Lт==178 м

Для нахождения высоты используются формулы [27]:

B=2h, W=(b+hm)h, m=1, X=b+2h, R=W/X, C=, n=0.025, =W, Q=, i=0.0008, (27)

h	w	x	R		C		Q /с
4	48	192	2,5	1,6	48	3,072	0,09
10	300	48	6,3	2,5	54	30000	900
10,5	307,53	48,2	6,4	2,5	54,4	30753	923

H=10,05 м. b=20,1

Для нахождения расхода используется формула [28]:

Q=цbh, (28)

Где ц-коэффициент =0,95 , b- ширина h-глубина, -перепад

Для нахождения перепада используется формула [29]:

=, (29)

==1,08 м

Q=0,95=883,2

Высоту колодца находим по формуле[30]:

=0,3 , (30)

=3,5 м

Скорость подхода определяется по формуле[31]:

=, (31)

=3,24 м/с

=-=1,08-0,53=0,55 м

==10,6 м

Для нахождения уклона используются формулы [32]:

W=b=213,06 ,X=b+, R==4,4, C==92,

Q=w, Отсюда i==0.1, (32)

?=i=17,8 м

Z1===1,2 м

=+=11,8 м

Z=+?+=19,5 м

Отметка порога водовыпуска = отметка водовыпуска-z=684,5 м

Отметка дна колодца = отметка порога-?=663,2 м

Отметка воды в канале = отметка дна колодца + высота канала=677м

Размещено на Allbest.ru

...