Проектирование энергетического водозаборного гидроузла малой деривационной ГЭС на реке Горная (юг СНГ), страница 6

2.2.1 Расчетное наполнение в верхнем бьефе водозаборного сооружения

Назначается для обеспечения командования над отводящем деривационным каналом, в зависимости от величины расхода воды в реке при . По таблице 5.1 [7], принимаем Н=2,2м.

Наполнение в верхнем бьефе с учетом скорости подхода воды будет рано:

                                                              (2.10)

Здесь - руслоформирующая скорость;

- коэффициент кинетической энергии, для турбулентного потока .

  2.2.2 Ширина и количество речных пролетов водозаборного сооружения

Общая ширина речного пролета  водозаборного сооружения определяется из формулы расхода неподтопленного водослив с широким порогом:

;                                               (2.11)

где m – коэффициент расхода водослива с боковым сжатием приближенно равен m=0,35;

- расход речного пролета принимается равным :

Тогда:

2.2.3 Расчет наносоперехватывающего косонаправленного циркуляционного порога (КЦП)

Предназначен для перехвата наносов, недопущения их в водоприемник и далее в деривацию. КЦП представляет собой вертикальную стенку понижающей высоты , выполненную из бетона, железобетона или бутовой кладки толщиной 15…25см. Схема представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Расчетная схема косонаправленного циркуляционного порога

                            (2.12)

- ширина речного пролета;

-ширина промывной галереи, см. п.4.6.

-Ширина прямолинейного участка  В1≈0,7В, т.е. В1=0,7*=6,85м;                          (2.13)

-Ширина криволинейного участка, выполняемого радиусом r=(0,4…0,8)В →              (2.14) r=0,8*=7,83м  равна В2≈0,3В=2,94м;

-Высота повышенного прямолинейного участка КЦП для горного водозабора Р1=1,5…2,5м, (принимаем высоту 2,5м).

-Высота пониженного криволинейного  участка Р2=1,0…1,4м, (принимаем высоту 1,4м).

Перепад уровней ВБ и НБ  Z равен:

Z=H-hв ,                                                                      (2.15)

- глубина воды в водоприемнике, для водоприемников открытого типа:

                                                               (2.14)

- см. пункт 3;

∆H – запас глубины на преодоление гидравлических сопротивлений при истечении из под затвора в деривацию. Принимаем ∆H = 0,3м.

Полный напор между водосливом  определяется по формуле:

                                                             (2.15)

где:  Р – средняя высота КЦП, Р=0,5(Р1+Р2)=0,5(2,5+1,4)=1,95м;

Отсюда:

H’о =Но-Р=3,99-1,95=2,04м;

Отношение между  и :=1,8/2,04=0,88 ,                         (2.16)

т.е водослив неподтоплен, если уровень нижнего бьефа ниже отметки гребня КЦП.

Коэффициент расхода m принимается равным m≈0,44.

Теперь определим величину L из геометрии рисунок 2.3

                                               (2.17)

По рекомендациям  Г.В. Соболина [6] принимаем  длину повышенной части КЦП равной L1=0,68L=0,68*=12,59м;

Длину пониженной части L2=0,32L=0,32*=5,92м.

2.2.4 Определение строительной высоты  водозаборного сооружения

Строительная высота  hстр определяется  по формуле:

                                                    (2.18)

где:  h1% - наполнение на расчетном  пролете  при прохождении  паводка,  определяется  из формулы водослива  с широким порогом как:

;                                                    (2.19)

где: m – коэффициент  расхода  водослива без порога , равный 0,3;

Qр.п. – расход речного  пролета  при прохождении  паводка , принимаем 

∆з – строительный запас , равный 0,5…0,7м;

2.2.5 Расчет крепления  нижнего бьефа сооружения

Водобой  низконапорной плотины  водозаборного сооружения  представляет собой  подземную часть (флютбет)  речного пролета  и нижнего бьефа , является наиболее  ответственной  частью  водозаборного узла. Он испытывает на себе  наибольшие  статические  и динамические  нагрузки воды  и может  иметь различные  варианты  исполнения.

Рисунок 2.4 - Конструкция крепления дна водозаборного сооружения

Длина входной части водобоя, которая выполняется из железобетона с обратной засыпной и каменной отмосткой равна L₁=2,0…3,0м (принимаем 3,0м). Длина горизонтальной части водобоя, на которой устанавливаются затворы речного пролета равна L₂=6,0…8,0м (принимаем 8,0м). Она выполняется из железобетона с верхним слоем из бутобетона или чугунных плит.