3.3.1. Конструкция и расчет грунтовой плотины.
При проектировании нужно установить: ширину гребня, превышение гребня над НПУ (сухой запас), коэффициент заложения откосов, тип крепления откосов, сопряжение с основанием и берегами и пр. Ширину гребня (4÷6 м), превышение гребня над НПУ (1,5÷2 м) и коэффициенты заложения откосов надо взять по производственным нормативам.
Для однородных плотин из суглинистого грунта высотой до 10 м коэффициенты заложения откосов принимают: m1 = 2,5÷3,0 и m2 = 1,5÷2,25.
Чертеж земляной плотины выполняют в трех проекциях на миллиметровой бумаге карандашом.
Первая проекция – продольный разрез оси плотины.
Вторая проекция – поперечное сечение плотины в месте ее наибольшей высоты.
Третья проекция – план (вид сверху).
Расположение проекции на листе бумаги следующее: продольный разрез помещают наверху слева, сечение наверху – справа, план – внизу под продольным разрезом. Справа внизу помещают таблицу подсчета объемов земляных работ.
Чертеж земляной плотины составляют в следующем порядке:
Построение продольного разреза. Длина плотины равна расстоянию по створу плотины между горизонталями с отметками, равными отметке гребня. На топографическом плане вдоль створа плотины намечают точки сечения в характерных местах перегиба рельефа (в тех местах, где изменяются заложения горизонталей). Затем определяют отметки этих точек и расстояние между ними с учетом масштаба плана и по этим данным строят продольный профиль вдоль створа плотины.
Высоту плотины в каждом сечении вычисляют как разность между отметкой гребня и отметкой земли.
При построении профиля рекомендуется принять следующие масштабы: горизонтальный – 1:2000 или 1:5000; вертикальный – 1:100. Если горизонтальный масштаб принять таким же, как на топографическом плане, то можно к створу плотины на этом плане приложить полоску бумаги, на которую снесли все намеченные точки сечений, а затем, приложив эту полоску к профильной сетке, перенести их на профиль.
|
|
Поперечное сечение выполняют в одном масштабе, который равен вертикальному на продольном разрезе (1:100). При вычерчивании поперечного сечения линии гребня и основания плотины проводят на одинаковых уровнях с линией гребня и точкой основания плотины в месте ее максимальной высоты на продольном разрезе.
Отложив заданную ширину гребня в масштабе, сносят вертикальными линиями бровки на нижнюю линию поверхности земли. Вычисляют заложение откосов как произведение высоты плотины и на соответствующий коэффициент заложения откоса (заложение верхнего откоса равно С1 = m1 ∙ Нn, а заложение низового откоса С2 = m2 ∙ Нn. Отложив на нижней горизонтальной линии от ширины гребня влево заложение мокрого откоса, а вправо сухого и соединив полученные точки пунктиром, получают линию поверхности земли под плотиной. От линии поверхности земли на расстоянии толщины снимаемого растительного слоя показывают сплошной линией основание плотины.
По оси плотины ниже её основания вычерчивают зуб трапецеидального поперечного сечения. Размеры зуба принимают в зависимости от напора Н. Ширина зуба может быть принята 1м, но не менее 1/5Н, а глубина – не менее 2/5Н; коэффициенты заложения откоса зуба 0,5-1.
План плотины – выполняют в двух масштабах: продольный масштаб плана должен быть такой же, как и горизонтальный масштаб продольного разреза, а поперечный масштаб можно взять 1:500 или по согласованию с преподавателем.
|
|
Сначала откладывают в принятом поперечном масштабе ширину гребня плотины и показывают гребень двумя параллельными линиями вдоль створа плотины. Линиями, перпендикулярными гребню, сносят на план все сечения с продольного разреза. На этих линиях от бровок гребня откладываю вычисленные заложения в принятом поперечном масштабе: мокрое заложение вверх, сухое – вниз. Соединив полученные точки прямыми линиями, получают очертания основания плотины. На плане наносят горизонт воды в водохранилище. Все надписи на чертежах выполняют по ГОСТ.
Фильтрационный расчет плотины сводится к определению фильтрационного расхода воды через тело плотины и основание и построению депрессионной кривой в теле плотины.
Для однородной плотины фильтрационный расход определяется по формуле:
, м3/сут на 1 п.м,
где q – удельный фильтрационный расход на 1 м длины плотины;
S – длина пути фильтрации, м;
Н – глубина воды в головном пруду, м;
КФ – коэффициент фильтрации, м/сут.
где 
– коэффициент заложения верхового откоса;
L – ширина основания плотины, м.
Фильтрационный расход воды через основание определяется по формуле:
, м3/сут на 1 п.м,
где КО – коэффициент фильтрации основания плотины;
Т – глубина основания до водоупора, м;
N – поправочный коэффициент по удлинению пути фильтрации, равный 1,15÷1,87.
Депрессионную кривую строят по уравнению:
,
где У, Х – переменные ординаты депрессионной кривой.
|
|
Для плотины с дренажем депрессионную кривую строят по уравнению:
,
где h – ордината депрессионной кривой при входе её в дренаж, определяется по формуле:
где 
– расстояние от раздельного сечения до начала дренажа.
,
3.3.2. Конструкция и расчет водосброса
Водосбросы при плотинах предназначены для сброса паводковых вод, работают они, в основном, автоматически при повышении уровня воды в головном пруду. Конструкцию водосброса выбирают согласно заданию, определяют ширину входной части, а остальные размеры принимают конструктивно по производственным нормативам.
По принятым размерам вычерчивают водосброс в двух проекциях: продольный разрез и поперечное сечение на миллиметровой бумаге. Ширину входной части открытого водосброса определяют по формуле:
,
где Qn – паводковый расход воды, м3/с;
m – коэффициент расхода;
q – ускорение силы тяжести;
В – ширина входной части, м;
Н – напор воды на пороге водосброса, который равен VФПУ – VНПУ.
3.3.3. Водозаборное сооружение.
Водоснабжение рыбоводных прудов может быть самотечным или с механическим водоподъемом. Головное водозаборное сооружение при самотечной подаче воды устраивают в виде открытого регулятора прямоугольного поперечного сечения.
Подземный контур (флютбет) регулятора состоит из трех частей: понур, водобой и рисберма. Размеры этих элементов определяются по производственным нормативам.
Надземная часть регулятора представляет собой бетонные подпорные стенки с гидротехническим оборудованием.
Гидравлический расчет регулятора сводится к определению ширины пролета для пропуска максимального расхода воды по графику водопотребления. Для определения ширины пролета регулятора используют формулу водослива с широким порогом. Размеры подпорных стенок определяют по производственным нормативам. На основании полученных размеров вычерчивают конструкцию регулятора в двух проекциях (продольный разрез и поперечное сечение).
Водоснабжение с механическим подъемом воды осуществляется при помощи насосной станции и водопроводной сети. На рисунке показать схему подачи воды насосной станцией с нанесением отметок местности, согласно плана в горизонталях, и определить диаметр трубопровода, подающего воду к рыбоводным прудам по формуле:
Q = V ∙ W, м3/с;
где Q – максимальный расход воды по графику водопотребления, м3/с;
V – скорость движения воды в трубопроводе, м/с;
W – площадь живого сечения трубопровода, м2.
3.3.4. Конструкция и гидравлический расчет магистрального канала
Конструкция и гидравлический расчет подачи воды от водозабора до рыбоводных прудов. В конструктивном отношении каналы имеют поперечное сечение в виде трапеции с бетонной или железобетонной облицовкой дна и откосов. Для облицовки каналов применяют сборные железобетонные плиты ПКН 6х1, ПКО 4х2. Толщина плит от 6 до 15 см.
Гидравлический расчет канала сводится к определению глубины воды в канале, ширины по дну, строительной глубины и строительной ширины.
При гидравлическом расчете применяют два основных уравнения равномерного движения воды:
Q = V ∙ W, м3/с; 
где Q – расчетный расход воды по графику водопотребления, м3/с;
V – скорость движения воды, м/с;
W – площадь живого сечения канала, м2;
С – коэффициент Шези;
R – гидравлический радиус, м;
J – продольный уклон дна канала.
3.3.5. Водовыпуски из канала в пруды.
Конструкцию водовыпуска выбирают согласно задания, определяют основные параметры и вычерчивают продольный разрез и поперечное сечение. Размеры водовыпуска определяют исходя из расхода воды, необходимого для наполнения одного пруда. Расход воды для наполнения одного пруда будет равен:
, м3/с,
где QОБ – общий расход воды для наполнения всех прудов, м3/с;
N – количество прудов данной категории.