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

|1 |1630 |1600 |18,1 |

|2 |3560 |2100 |19,6 |

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:

[pic]

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.

| | |км2 | |

|Лимитирующий |1600 |8,11 |12,976 |

|Плотины №1 |1300 |8,11 |10,543 |

|Плотины №2 |1500 |8,11 |12,165 |

1.2. Расчет средних годовых расходов воды маловодного года 90%

обеспеченности.

1.2.1. Установим коэффициент вариации годового стока на карте

(рис.1.)

[pic]

1.2.2. Вычислим коэффициент асимметрии для годового стока

[pic]

1.2.3. Установим модульный коэффициент

[pic]

Ф – отклонение ординат биноминальной кривой обеспеченности до

середины

.(По таблице Ростера-Рыбкина) Ф=-1,24

Все расчеты сведем в таблицу №2.

Таблица №2

|Наименование товаров |F, |Q0, |СV |CS | |

| |км2 |м3/с | | | |

| | | | | |Ф |ФСV |К90% |Q90%,|

| | | | | | | | | |

| | | | | | | | |М3/с |

|Лимитирующий |2200 |12,97| | | | | |9,434|

|Створ плотины №1 |1600 | |0,22 |0,44 |-1,24|-0,272|0,727| |

|Створ плотины №2 |2100 |10,54| | | | | |7,665|

| | | | | | | | | |

| | |12,17| | | | | |8,844|

1.2.4 Средний расход воды заданной обеспеченности вычислим по

формуле:

[pic]

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:

[pic]

[pic]-среднемесячные или средне декадные расходы воды в

рассматриваемом створе, [pic]

[pic]- модульные коэффициенты, характеризующие величину

среднемесячных (средне декадных) расходов воды;

[pic]- среднегодовой расход воды заданной обеспеченности, [pic]

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

|Створы |Среднемесячные (средне декадные) расходы воды,[pic] |

| |I |II |III |IV |V |

| | | | |1 |2 |3 |1 |2 |3 |

|Мод. |0,15 |0,15 |0,15 |0,20 |0,30 |0,25 |5, |7,0 |3,6 |

|[pic] |1,42 |1,42 |1,42 |1,89 |2,83 |2,36 |47,1 |66,1 |33,9 |

|[pic] |1,15 |1,15 |1,15 |1,53 |2,3 |1,92 |38,3 |53,7 |27,6 |

|[pic] |13,3 |13,3 |13,3 |1,77 |2,65 |2,21 |44,2 |61,9 |31,8 |

Таблица 3

|Створы |Среднемесячные (средне декадные) расходы воды,[pic] |Среднег|

| | |одовой,|

| | |[pic] |

| |VI |VII |VIII |IX |X |XI |XII | |

| |1 |2 |3 | | | | | | | |

|Мод. |2,2 |1,5 |1,1 |0,6 |0,5 |0,8 |1,0 |0,6 |0,25| |

|[pic] |20,8 |14,1 |10,4 |5,7 |4,7 |7,6 |9,4 |5,7 |2,4 |9,43 |

|[pic] |16,9 |11,5 |8,4 |4,6 |3,8 |6,1 |7,7 |4,6 |1,9 |7,66 |

|[pic] |19,5 |13,3 |9,7 |5,3 |4,4 |7,1 |8,8 |5,3 |2,2 |8,84 |

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

| |Среднемесячные (средне декадные) расходы воды,[pic] |

|Расчетные | |

|величины | |

| |I|II|III|IV |V |VI |VII|VIII|IX |X |XI |XII|

| | | | |1|2|3|1|2|3|1|2|3| | | | | | |

|Ср. месячный |,|11|1,4|1|2|2|4|6|3|2|1|1|5,6|4,72|7,5|9,|5,6|2,3|

|или средне |4|,4|2 |,|,|,|7|6|3|0|4|0|6 | |5 |43|6 |6 |

|декадный |2|2 | |8|8|3|,|,|,|,|,|,| | | | | | |

|расходы | | | |9|3|6|1|0|9|7|1|3| | | | | | |

|[pic],[pic] | | | | | | |4|4|6|5|4|8| | | | | | |

| |1|1,|1,1|1|2|1|3|5|2|1|1|8|4,6|3,83|6,1|7,|4,6|1,9|

| |,|15|5 |,|,|,|8|3|7|6|1|,| | |3 |67| |2 |

| |1| | |5|3|9|,|,|,|,|,|4| | | | | | |

| |5| | |3| |2|3|6|5|8|5|3| | | | | | |

| | | | | | | |3|6|9|6| | | | | | | | |

|Объем стока |3|3,|3,7|1|2|2|4|5|2|1|1|9|14,|12,2|19,|24|14,|6,1|

|за расчетный |,|7 | |,|,|,|0|7|9|7|2| |72 |7 |63 |,5|72 |4 |

|промежуток |7| | |6|4|0|,|,|,|,|,| | | | |2 | | |

|времени | | | |3|5|4|7|0|3|9|2| | | | | | | |

|[pic], млн.м3| | | | | | |3|6|4|3|3| | | | | | | |

| |3|3 |3 |1|2|1|3|4|2|1|9|7|11,|9,96|15,|19|11,|5 |

| | | | |,| |,|3|6|3|4|,|,|96 | |94 |,9|96 | |

| | | | |3| |6|,|,|,|,|9|2| | | |4 | | |

| | | | |2| |6|1|3|8|5|4|8| | | | | | |

| | | | | | | |2|6|4|7| | | | | | | | |

|Объем стока |3|7,|11,|1|1|1|5|1|1|1|1|1|198|210,|230|25|269|275|

|на конец |,|4 |1 |2|5|7|7|1|4|6|7|8|,23|5 |,13|4,|,34|,51|

|расчетного |7| | |,|,|,|,|5|4|2|4|3| | | |65| | |

|промежутка | | | |7|1|2|9|,|,|,|,|,| | | | | | |

|времени | | | |3|8|2|5|0|3|2|5|5| | | | | | |

|(нарастающим | | | | | | | |1|5|8|1|1| | | | | | |

| |3|6 |9 |1|1|1|4|9|1|1|1|1|161|171,|186|20|218|223|

| | | | |0|2|3|7|3|1|3|4|4|,05|01 |,95|6,|,85|,85|

| | | | |,|,|,|,|,|7|1|1|9| | | |89| | |

| | | | |3|3|9|1|4|,|,|,|,| | | | | | |

| | | | |2|2|6| |6|3|8|8|0| | | | | | |

| | | | | | | | | | |7|1|9| | | | | | |

Правильность вычислений можно проверить: объем интегрального стока на

конец декабря должен быть равен объему годового стока, вычисленному по

формуле:

[pic] с допустимым расхождением 2-3%.

[pic]

По данным последней строки таблицы №4 строим интегральные кривые

стока для лимитирующего створа и створа плотины №1

[pic]

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)

[pic]

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 [pic]

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%.

[pic]

[pic] - расчетный слой суммарного стока половодья обеспеченностью Р%,

мм.

F – площадь водосбора в расчетном створе, км2

[pic] - коэффициент дружности половодья, [pic]

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.

[pic]

[pic]- модульный коэффициент слоя стока половодья расчетной

обеспеченности;

[pic]- средний многолетний слой стока половодья (мм), определяемый

по карте изолиний (рис 4); [pic]=160 м

[pic]

[pic]- коэффициент вариации слоя стока половодья, определяемый по

карте изолиний. (рис.5)

[pic]

Коэффициент асимметрии слоя стока половодья [pic]

[pic]

[pic] [pic]

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

[pic]

[pic] - залесенность бассейна выраженная в процентах от площади

водосбора бассейна;

[pic] - заболоченность бассейна в процентах от площади водосбора.

(2=1(0,8(0,05(65+0,1(5+1)=0,46

Створ плотины №1:

[pic]

Створ плотины №2:

[pic]

Расчет максимальных расходов и уровней воды для обоих створов плотин

производим в таблице №5.

Таблица №5

|Наименование |F, |(F+1)n|k0 |hp, мм | | |Qmax, [pic] |УВВ, м |

|створов |км2 | | | |(1 |(2 | | |

| | | | |5% |1% | | |5% |1% |5% |1% |

|Створ плотины |1600|3,38 |0,0|252|299|1 |0,46|385,3|456,1|18,1|18,3|

|№1 | | |07 |,8 |,2 | | | | | | |

|Створ плотины |2100|3,4 | | | | | |502,8|595,1|18,2|18,4|

|№2 | | | | | | | | | | | |

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:

[pic]

F – площадь водосбора в створе плотины, км2

S’ – коэффициент, учитывающий влияние озерности и заболоченности

бассейна, определяется из выражения:

[pic]

[pic] - 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

[pic]

Створ плотины №1:

[pic]

Створ плотины №2:

[pic]

Установив величину максимального расхода воды дождевого паводка 20% -

Страницы: 1, 2, 3

МЕНЮ

Мелиорация лесосплавного пути и гидротехнических сооружений

Мелиорация лесосплавного пути и гидротехнических сооружений