Курсовая работа: Гидроузел с плотиной из грунтовых материалов
• назначить тип крепления верхового откоса, а для крепления из каменной наброски необходимо определить средний размер камня;
• провести расчет для двух расчетных уровней воды в верхнем бьефе плотины (НПУ и ФПУ).
Параметры ветровых волн, а также величины 
и 
определяются в соответствии со СНиП 2.06.04-82 "Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)".
Для большей наглядности и систематизации расчеты желательно представлять в табличной форме (таблица 4).
Таблица 4
Определение параметров волн и отметки гребня плотины
| Исходные данные | |||
| Обозначение характеристик | ФПУ | НПУ | УМО |
| Отметка расчётного уровня, м | 113 | 112 | 102,8 |
| Отметка дна реки, м | 100 | 100 | 100 |
| Длина разгона ветровой волны, L, м | 2000 | 1600 | 800 |
| Угол между продольной осью водоёма и направлением ветра, (cos=1) | 0 | 0 | 0 |
| Расчётная скорость ветра на высоте 10 м, v, м/с | 14,6 | 15,6 | 15,6 |
| Расчётная глубина воды в водохранилище перед плотиной, H1 = РУ- дна, м | 13 | 12 | 5 |
| Продолжительность действия ветра, t,с | 21600 | 21600 | 21600 |
| Обеспеченность по накату, % | 1 | 1 | ¾ |
| Расчёт | |||
| Расчётные формулы и данные | ФПУ | НПУ | УМО |
| Конструктивный запас, a, м | 0,5 | 0,5 | ¾ |
Величина нагона волны, м  | 0,00669 | 0,00662 | ¾ |
 при  | 2,1×10-6 | 2,1×10-6 | 2,1×10-6 |
Величина наката волны, м  | 0,81 | 1,82 | ¾ |
 | 1 | 1 | ¾ |
 | 0,9 | 0,9 | ¾ |
 | 1,1 | 1,1 | ¾ |
 | 1,25 | 1,22 | ¾ |
 | 1 | 1 | ¾ |
 | 1 | 1 | ¾ |
 | 92,04 | 64,50 | 32,25 |
 | 14513,42 | 13583,08 | 13583,08 |
 | 0,016 | 0,0145 | 0,011 |
 | 1,58 | 1,4 | 1,103 |
 | 2,35 | 2,23 | 1,75 |
 | 8,63 | 7,77 | 4,78 |
Проверка глубоководности, | Выпол-няется | Выпол-няется | Выпол-няется |
 | 0,348 | 0,36 | 0,273 |
 | 2,07 | 2,07 | 2,07 |
 | 0,72 | 0,75 | 0,57 |
Запас гребня над РУ, м  | 1,317 | 2,327 | ¾ |
Отметка гребня, м  | 114,32 | 114,33 | ¾ |
Из 2-х полученных отметок принимаю максимальное значение для дальнейшего проектирования:
Тогда высота плотины будет:
2.2.5 Проектирование и назначение дренажа
Дренаж – это элемент плотины, состоящий из хорошо проницаемых материалов и предназначенный для:
1. организованного сбора и отвода профильтровавшейся воды;
2. предотвращения выхода фильтрационного потока на низовой откос и в зону, подверженную промерзанию;
3. понижения депрессионной поверхности с целью повышения устойчивости низового откоса;
4. повышения устойчивости верхового откоса при быстрой сработке водохранилища, а также для уменьшения или снятия парового давления, возникающего при сейсмических воздействиях, отвода воды, профильтровавшейся через экран, ядро.
Основные конструкции дренажей:
наслонный;
дренажная призма (банкет);
комбинированный;
плоский горизонтальный;
ленточный;
трубчатый горизонтальный;
трубчатый вертикальный.
Дренажные устройства обычно включают приемную и отводящую части. Приемная часть дренажа выполняется в виде фильтра (обратного фильтра), предназначенного для исключения фильтрационных деформаций грунта тела и основания плотины в месте выхода фильтрационного потока в дренаж. В качестве отводящей части используются крупнообломочные грунты тела дренажа выводные ленты и трубы. Принципиальное отличие береговых участков плотины, расположенных на отметках, превышающих максимальный уровень нижнего бьефа, от русловых и пойменных участков заключается в отсутствии необходимости защиты низового откоса от волновых воздействий со стороны нижнего бьефа, поэтому применяемые на незатопляемых береговых участках дренажи могут выполняться облегченной конструкции.
При выборе типа и предварительном назначении параметров дренажей учитывают следующее /38/: при наличии достаточного количества каменного материала предпочтение для русловых и пойменных дренажей следует отдавать дренажной призме (дренажному банкету), так как этот тип дренажа обладает рядом достоинств, в числе которых: дренажная призма хорошо дренирует тело плотины в основание во всем диапазоне колебаний уровней нижнего бьефа; является одновременно креплением низового откоса в зоне волновых воздействий нижнего бьефа; имеет простую конструкцию; дополнительно повышает устойчивость низового откоса за счет высоких сдвиговых характеристик грунтов, применяемых при ее возведении; она может использоваться в отдельных случаях для перекрытия русла реки в период строительства плотины.
При проектировании дренажа необходимо также учитывать физические характеристики грунтов тела и основания плотины, их суффозионность и условия фильтрации в области дренажа.
Наслонный дренаж не понижает кривую депрессии, а только предохраняет низовой откос в месте выхода фильтрационного потока от возможных фильтрационных деформаций.
Дренажная призма широко применяется в грунтовых плотинах благодаря простоте конструкции; работе при любых переменных уровнях воды в НБ; использованию как перемычки при пропуске строительного расхода. Недостаток – требуется относительно большой объём крупного камня.
Так как наслонный дренаж не понижает кривую депрессии, то выполняем дренаж в виде дренажного банкета из грунта №17 (крупнообломочный, глыбовый).Отметка верха дренажной призмы (
) должна превышать максимальный уровень нижнего бьефа на величину а = 0,5... 1,0 м (принимаю 1м). Обычно высота дренажной призмы составляет 
от высоты плотины. Ширина дренажной призмы поверху 
зависит от условий производства работ и должна быть не менее 3...4 м. Коэффициент заложения внешнего откоса дренажной призмы 
, а внутреннего 
. Толщина и количество слоев обратного фильтра со стороны тела плотины и основания зависит от вида защищаемого грунта и характеристик материала призмы.