Реферат: Мелиорация лесосплавного пути и гидротехнических сооружений

Реферат: Мелиорация лесосплавного пути и гидротехнических сооружений

Министерство образования РФ

Марийский государственный технический университет

Кафедра СТЛ

Курсовой проект на тему:

Мелиорация лесосплавного пути и

гидротехнических сооружений.

Выполнила студентка гр. ЛД-43

Романова О.Ю.

Проверил ассистент

Роженцов А.П.

Йошкар-Ола

2000

Задание на курсовой проект

"Мелиорация лесосплавного пути".

1 Характеристика лесосплавного пути.

1.1 Название реки и номер замыкающего створа Кама (5)

1.2 Характеристика водосборной площади:

-дерность 3%;

-заболоченность 10%;

-лесистость 70%.

1.3 Характеристика участка, требующего улучшение:

-протяженность участка от 1510 до 1590 от устья;

-средний уклон на участке i=0,0009;

-средний коэффициент шероховатости h=0,025.

1.4 Характеристика расчетного лимитирующего створа:

-положение створа 1570 км от устья;

-водосборная площадь в створе Fлс=2200 км2;

-уклон свободной поверхности I=0.0008;

-коэффициент шероховатости n=0.03

2. Условия и требования лесосплава.

2.1 Вид лесосплава по реке смешанный.

2.2 Молевой лесосплав:

-осадка микропучка 0.56;

-ширина микропучка -;

-длина микропучка -;

-дефицит лесопропускной способности в расчетном лимитирующем

створе 480 тыс. м3

-директивный срок окончания молевого лесосплава 10.08.

3. Возможные створы строительства плотин

4. Проектируемая плотина.

4.1 Участок под плотину показан на плане N-4.

4.2 Кривая расхода воды в створе плотины Q=f(z), принята по типу 1

4.3 Заданная пропускная способность лесопропускного устройства для молевого лесосплава N=830 м3

4.4 Грунт основания и берегов в створе плотины суглинок.

4.5 Сроки строительства плотины 1.08-31.03

ВВЕДЕНИЕ

Важное место в единой транспортной системе страны занимает водный транспорт леса, который является весьма эффективным, а в некоторых районах единственным средством доставки лесных грузов потребителям.

Водный транспорт леса требует меньших капиталовложений, чем автомобильные и железнодорожные перевозки, так как при лесосплаве используется естественные водные пути – реки и озера. Однако лесосплав, как и другой вид транспорта, будет иметь высокие экономические показатели в том случае, если его путь находится в хорошем техническом состоянии. Лишь не многие реки в их естественном виде удовлетворяют всем требованиям лесосплава. Кроме того, уже в процессе эксплуатации реки, может потребоваться увеличение ее лесопропускной способности или габарита лесосплавного хода, произойти переформирования русла или изменение режима стока. В этих и других подобных случаях необходимо улучшения (мелиорация) лесосплавного пути.

Задачей мелиорацией лесосплавного пути является обеспечение различными техническими мероприятиями оптимальных условий лесосплава при определенном его виде и заданном объеме. Одним из наиболее эффективных методов улучшения реки является регулирование стока.

В заданном курсовом проекте рассматривается улучшение реки именно этим методом. Здесь решаются также вопросы как: получение гидрологической характеристики лесосплавного пути в объеме необходимом для проектирования мелиоративных мероприятий; просмотр возможных вариантов улучшения реки регулированием ее стока и выбор наилучшего из них; проектирование гидротехнического сооружения – плотина, обеспечивающей создание водохранилища.

I. ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСОСПЛАВНОГО ПУТИ

Для расчета гидравлических и гидрологических характеристик лесосплавного пути применяется методика для неизученных рек и отсутствии данных многолетних наблюдений за режимом реки с применением строительных норм 371-97, 356-96.

1.1 Определение режима расхода воды в расчетном маловодном году.

1.1.1. Расчет многолетних средних расходов воды.

Средний многолетний расход воды в расчетном створе устанавливается по зависимости:

F – площадь водосброса, в рассматриваемом створе реки, км2

М0 – средний многолетний модуль стока, л/с с 1 км2 площади бассейна, определяемый при отсутствии многолетних наблюдений за стоком реки по карте изолиний среднего годового стока.

Определение среднего годового стока воды Q­0­, как и все последующие расчеты элементов гидрологического режима, проводятся для всех расчетных створов, т.е. для лимитирующего створа и створов возможного строительства плотины. Результаты расчетов представляются в табличной форме. (Таблица №1)

Таблица №1

Определение среднего многолетнего расхода воды.

1.2. Расчет средних годовых расходов воды маловодного года 90% обеспеченности.

1.2.1. Установим коэффициент вариации годового стока на карте (рис.1.)

1.2.2. Вычислим коэффициент асимметрии для годового стока

1.2.3. Установим модульный коэффициент

Ф – отклонение ординат биноминальной кривой обеспеченности до середины

.(По таблице Ростера-Рыбкина) Ф=-1,24

Все расчеты сведем в таблицу №2.

Таблица №2

1.2.4 Средний расход воды заданной обеспеченности вычислим по формуле:

1.3. Внутригодовое распределение стока для года 90 - % обеспеченности.

Для проектирования лесосплавных объектов необходимо знать среднемесячные и среднедекадные расходы воды для расчетного маловодного года 90 % - ой обеспеченности, которые определяются по формуле:

-среднемесячные или средне декадные расходы воды в рассматриваемом створе,

- модульные коэффициенты, характеризующие величину среднемесячных (средне декадных) расходов воды;

- среднегодовой расход воды заданной обеспеченности,

При выборе модульных коэффициентов нужно установить, к какому району относится река, для которой составляется проект. В данном проекте река Кама , и потому коэффициенты принимаем по среднему Уралу.

Результаты вычислений сводим в таблицу №3

Продолжение таблицы 3

1.4. Построение интегральной кривой стока в расчетных створах.

При проектировании регулирования стока сплавных рек интегральные кривые строят, обычно за один расчетный год заданной обеспеченности, начиная с 1 января.

Все расчеты для построения интегральных кривых стока в расчетных створах сводим в таблицу №4

Таблица №4

Правильность вычислений можно проверить: объем интегрального стока на конец декабря должен быть равен объему годового стока, вычисленному по формуле:

с допустимым расхождением 2-3%.

По данным последней строки таблицы №4 строим интегральные кривые стока для лимитирующего створа и створа плотины №1

Рис. 2. Интегральная кривая стока для лимитирующего створа и створа плотины №1.

По данным первой строки таблицы №4 построим гидрограф реки Кама в расчетном лимитирующем створе. (рис. 3)

Рис.3. Гидрограф в расчетном лимитирующем створе

1.5 Расчет максимальных расходов воды в створах проектируемых сооружений.

Этот расчет необходим для расчета отверстий плотин и определения условий пропуска воды в период строительства.

Для лесосплавных плотин IV класса капитальности отверстия которых рассчитываются на пропуск максимальных расходов 5%-ой обеспеченности и проверяются на пропуск максимальных расходов 1%-ой обеспеченности. Кроме того, во время строительства лесосплавной плотины IV класса капитальности проверяется на пропуск дождевого паводка с расходом воды 20%-ой обеспеченности.

1. Определение расчетных максимальных расходов малых вод (весеннего половодья).

Максимальный расход талых вод с обеспеченностью Р%.

- расчетный слой суммарного стока половодья обеспеченностью Р%, мм.

F – площадь водосбора в расчетном створе, км2

- коэффициент дружности половодья,

n – показатель степени, характеризующий уменьшение дружности половодья в зависимости от площади водосбора.

­1­ – коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода на реках, зарегулированных озерами;

­2­ – то же в залесенных и заболоченных бассейнах.

Расчетный слой стока половодья заданной обеспеченности.

- модульный коэффициент слоя стока половодья расчетной обеспеченности;

- средний многолетний слой стока половодья (мм), определяемый по карте изолиний (рис 4); =160 м

- коэффициент вариации слоя стока половодья, определяемый по карте изолиний. (рис.5)

Коэффициент асимметрии слоя стока половодья

К­р5%­=1,77*0,325+1=1,58 К­р1%­=2,68*0,325+1=1,87

h­p5%­=1,58*160=252,8 h­p1%­=1,87*160=299,2

- залесенность бассейна выраженная в процентах от площади водосбора бассейна;

- заболоченность бассейна в процентах от площади водосбора.

­2­=10,8(0,0565+0,15+1)=0,46

Створ плотины №1:

Створ плотины №2:

Расчет максимальных расходов и уровней воды для обоих створов плотин производим в таблице №5.

Таблица №5

УВВ весеннего половодья расчетной обеспеченности определили для соответствующих максимальных расходов воды по кривой расходов в створе плотины, приводимой в задании.

1. Определение максимального расхода воды дождевого паводка 20%-ной обеспеченности.

Максимальные расходы воды дождевого паводка заданной обеспеченности можно определить по упрощенной формуле профессора Д.Л.Соколовского:

F – площадь водосбора в створе плотины, км2

S’­­ – коэффициент, учитывающий влияние озерности и заболоченности бассейна, определяется из выражения:

- соответственно площадь озер и болот в процентах от всей площади бассейна;

В – коэффициент, учитывающий географическое положение реки и зависящий от заданной обеспеченности определяемого расхода. В = 3,0

Створ плотины №1:

Створ плотины №2:

Установив величину максимального расхода воды дождевого паводка 20% - ной обеспеченности по кривой расходов , находим соответствующую отметку уровня высоких вод дождевого паводка расчетной обеспеченности. Все расчеты сводим в таблицу №6.

Таблица №6

1. Построение кривой расхода в лимитирующем створе.

В пределах отметок поперечного профиля назначается три уровня на отметках Z­1­, Z­2­, Z­3­ за начальный «нулевой» уровень Z­0­ принимается уровень нижней точки дна, для которого все гидравлические элементы сечения равны нулю. Для уровня вычисляются:

а) площадь живого сечения  м2, располагающаяся от дна до данного уровня.

б) ширина русла по зеркалу воды на данном уровне, В м

в) средняя глубина , эквивалентная при широком русле гидравлическому радиусу R;

г) скоростной множитель

д) средняя скорость потока , м/с

е) расход воды ,

Все результаты расчетов сводим в таблицу 7.

Таблица №7

По данным таблицы №7 справа от поперечного профиля строим графики зависимостей и (рис. 6).

Рис.6.

II Выбор и обоснование схемы регулирования стока реки

2.1. Определение сроков лесосплава на естественных уровнях и расчет необходимого его продления.

Расчет проводится для наиболее неблагоприятного по условиям лесосплава (лимитирующего) створа, положение которого указано в задании. Эта задача решается в следующей последовательности:

1. Определяется минимальная сплавная глубина.

Т – максимальная осадка сплавляемых единиц; Т=0,56

Z – данный запас, принимается 0.10 – 0.15 м

0,56+0,14=0,7 м

1. Определяется минимальный сплавной расход воды в лимитирующем створе, при котором обеспечивается минимальная сплавная глубина , а при молевом сплаве, так же и минимальная эксплуатационная скорость