Определение параметров волн и высоты ветрового нагона воды в водохранилище
При проектировании земляных плотин выполняются расчеты по определению отметки гребня и размеров крепления верхового откоса. Исходными данными для выполнения таких расчетов являются высота ветрового нагона воды ∆ hset и параметры волн в водохранилище. В число параметров волн входит высота волны 1% обеспеченности в системе волн h 1%, средняя длина волны λm, средний период волны Tm. Высота ветрового нагона воды и параметры волн должны определяться для двух случаев стояния статических уровней воды в водохранилище: а) при нормальном подпорном уровне (НПУ), относимому к основному сочетанию нагрузок и воздействий; б) при форсированном подпорном уровне (ФПУ), относимому к особому сочетанию нагрузок и воздействий. Значения величин ∆ hset и h 1%, λm, Tm определяются согласно СНиП 2.06.04-82* [11] в зависимости от расчетной скорости Vw, направления и продолжительности действия ветра, длины разгона волны L, средней глубины водохранилища Hm. При определении значений величин ∆ hset и h 1%, λm, Tm обеспеченность расчетной скорости ветра следует принимать в зависимости от расчетного сочетания нагрузок и воздействий. При основном сочетании нагрузок и воздействий (НПУ в верхнем бьефе) обеспеченность скорости ветра следует принимать для сооружений I, II классов – 2% (1 раз в 50 лет) и III, IV классов – 4% (1 раз в 25 лет). Для особого сочетания нагрузок и воздействий (при ФПУ в верхнем бьефе) обеспеченность скорости ветра следует принимать для сооружений I, II классов – 20%, для III класса – 30% и для IV класса – 50%. Высота ветрового нагона воды ∆ hset при известной скорости ветра Vw может быть найдена по формуле (СНиП 2.06.04-82* [11]) , (2.1) где Vw – расчетная скорость ветра, м/с; L – длина разгона волны, м; Hm – средняя глубина воды в водохранилище при расчетном уровне, м; aw – угол между продольной осью водохранилища и направлением ветра, град.; kw – коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости ветра по линейной зависимости kw = (0.3 + 0.09· Vw)·10-6 (здесь Vw принимается в м/с). Средняя высота волны hm, средний период волны Tm, средняя длина волны λm и высота волны 1% обеспеченности в системе волн h 1% могут быть найдены по формулам , (2.2) , (2.3) . (2.4) . (2.5) Как указывалось выше, значения высоты ветрового нагона и параметров волн должны определяться для двух уровней воды в водохранилище НПУ и ФПУ. Для каждого из этих уровней должны приниматься соответствующие значения расчетной скорости ветра, длины разгона волны и средней глубины воды в водохранилище. В задании на выполнение курсового проекта приведены значения расчетной скорости ветра и длины разгона волны при НПУ в водохранилище (Vw 1, и L 1) и при ФПУ в водохранилище (Vw 2, и L 2). Значение средней глубины воды в водохранилище в курсовом проекте следует принять равным 0.6 максимальной глубины воды перед плотиной соответственно при НПУ и ФПУ, т. е. Hm 1 = 0.6·(ZНПУ - Zдна), Hm 2 = 0.6·(ZФПУ - Zдна). В курсовом проекте следует принять значение угла между продольной осью водохранилища и направлением ветра равным aw = 0 град. Вместо формул (2.2 – 2.6) можно воспользоваться графиками, приведенными в нормах проектирования (СНиП 2.06.04-82* [11]). Ниже приведен пример расчета по определению высоты ветрового нагона и параметров волн в водохранилище. Пример 2.1. Определение высоты ветрового нагона и параметров волн в водохранилище.
|