Высоту плотины назначаем с превышением d над расчётным уровнем воды в водохранилище, гарантирующем отсутствие перелива воды через гребень и равным:
d = Δ h + hн + a (1)
где: Δ h – высота ветрового нагона волны;
hн – высота наката волн на откос плотины;
a – конструктивный запас, принимаемый как большее из значений 0,5 м и 0,1h0,1%;
0,1h0,1% - высота волны 1%-ной вероятности превышения.
Расчёты по формуле (1) проводим для двух расчётных случаев:
1) уровень воды на отметке НПУ;
2) уровень воды на отметке ФПУ.
Расчётную скорость ветра в первом случае принимаем 1%-ной вероятности превышения, наблюдаемую в течение года, а во втором – 50%-ной вероятности превышения, наблюдаемую во время форсировки уровня. При определении элементов ветровых волн и ветрового нагона согласно СНиП 2.06.04–82 следует принимать вероятность превышения шторма для сооружения III класса 4%.
В качестве расчетной отметки гребня плотины принимают большую из отметок:
Zгр = Zнпу + dнпу; (2)
Zгр = Zфпу + dфпу, (3)
где Zнпу и Zфпу – отметки нормального и форсированного подпорных уровней.
Рассчитаем высоту ветрового нагона воды по следующей зависимости:
, (4)
где: W – расчётная скорость ветра на высоте 10 м над уровнем воды.
При НПУ: W = 20 м/с; при ФПУ: W = 10 м/с.
– коэффициент, зависящий от скорости ветра. 
;
– длина разгона ветровой волны. При НПУ: D = 4,5 км; при ФПУ: D = 4,7 км;
– ускорение свободного падения, 
;
– условная расчётная глубина воды в водохранилище, Н = 13 м;
- угол между продольной осью водоёма и направлением господствующих ветров, 
.
Табл. 1.1. Значения расчётной скорости
| W, м/с | ||||
| Кв | 
| 
| 
| 
|
Т. к. величина Δh, стоящая в знаменателе, мала по сравнению с величиной Н, то полагаем, что Δh = 0.
|
|
Таким образом, высота ветрового нагона, вычисленная по формуле (4) при уровне воды в водохранилище на отметке НПУ, равна:
То же при отметке ФПУ:
м.
Высоту наката волны определяют по формуле:
, (5)
Высоту волны 1%-ной вероятности превышения определим в следующей последовательности:
1) Вычисляем безразмерные комплексы:
и 
,
где t – продолжительность действия ветра, принимаемая при отсутствии фактических данных 
;
а) при НПУ: 
; 
б) при ФПУ: 
; 
2) По графику /1/ для каждого найденного комплекса определяем значения параметров 
и 
,
где 
- средний период волны;
- средняя высота волны;
при НПУ: 
, 
при ФПУ: 
, 
3) Из найденных двух пар значений параметров выберем наименьшие и по ним установим параметры и :
при НПУ: 
; 
при ФПУ: 
; 
4) Вычисляем среднюю длину волны:
при НПУ: 
при ФПУ: 
5) Определяем высоту волны 1%-ной вероятности превышения:
(6)
где К1 - коэффициент, устанавливаемый по графику /2/ при 1%-ной вероятности превышения в зависимости от значения безразмерного комплекса 
при НПУ: 
при ФПУ: 
Коэффициенты КΔ и КНП зависят от типа и относительной шероховатости крепления откоса и определяются по таблице 1.2.
Табл. 1.2. Значения коэффициентов КΔи Кнп
| Конструкция крепления откоса | r/h1% | K | Kнп |
| Бетонные или железобетонные плиты | - | 1.00 | 0.90 |
| Гравийно-галечниковые, каменные или бетонные (железобетонные) блоки | Менее 0.002 | 1.00 | 0.90 |
| 0.005…0.010 | 0.95 | 0.85 | |
| 0.02 | 0.90 | 0.80 | |
| 0.05 | 0.80 | 0.70 | |
| 0.10 | 0.75 | 0.60 | |
| Более 0.2 | 0.70 | 0.50 |
Из таблицы (1.2.) при креплении откоса железобетонными плитами коэффициенты К и Кнп принимаем равными: КΔ = 1.; Кнп=.9.
|
|
Коэффициент Кс зависит от скорости ветра и коэффициента заложения верхового откоса (m1 = 3). определяется по таблице 1.3.
Табл. 1.3. Значения коэффициента Кс
| Скорость ветра, м/с | Заложение откоса | |||
| 0.4 | 0.4…2 | 3…5 | ||
| 2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 |
| 1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.2 |
а) так как при НПУ скорость ветра W=20 м/с., то по таблице находим Кс=1.5;
б) так как при ФПУ W=10 м/с, следовательно по таблице находим Кс=1.1
Значение коэффициента К принимается в зависимости от угла подхода фронта волны к плотине.
Табл. 1.4. Значения коэффициента К
| , град | |||||||
| К | 0.98 | 0.96 | 0.92 | 0.87 | 0.82 | 0.75 |
Примем его равным 0,84.
Коэффициент КНГ определяется по графикам. Для того, чтобы его определить, рассчитаем величину 
:
при НПУ:; 
, Кнг = 1.30;
при ФПУ: 
, Кнг = 1.53.
Коэффициент КHJ учитывает вероятность превышения J (%) по накату. Как уже упоминалось ранее, по СНиП для третьего класса сооружений J принимается равным 4%. Соответственно, КHJ = 0,93.
Табл. 1.5. Значения коэффициента КHJ
| j, % | 0.1 | ||||||
| КHJ | 1.1 | 1.0 | 0.96 | 0.91 | 0.86 | 0.76 | 0.68 |
Подставим все найденные коэффициенты в формулу (5) и определим высоту наката волны 4%-ной вероятности превышения:
при НПУ: 
при отметке ФПУ: 
По зависимости (1) вычисляем требуемое превышение гребня плотины над расчётным уровнем:
при НПУ: 
при ФПУ: 
Отметка гребня плотины соответственно должна быть равна:
при НПУ: 
при ФПУ: 
В качестве расчетного значения отметка гребня плотины принимаем Zгр ср = 15,0 м.
|
|
Т.к. отметка берега равна 0 м относительно Балтийской системы, можно определить расчётную высоту плотины:
Нпл = 0 + 15,0 = 15,0 м.
В конструктивном отношении гребень выполняют, как дорогу в насыпи, которая состоит из проезжей части, обочины, ограждения и дренажных устройств. Проезжая часть имеет основание и покрытие. На песчаную подушку укладывают покрытие в зависимости от категории дороги. Покрытие имеет двусторонний поперечный уклон. С обеих сторон дороги на расстоянии 
м от бровки ставят ограждения: столбики через 4…6 м, низкие стенки.