U rządzenia zrzutowe zapór ziemnych

Urządzenia upusty

przelewowe

przelewy przelewy upusty denene upusty

czołowe stokowe spusty (całkowite) denne

opróżnienie zbiornika

Rozporządzenie 1996 przy Qk – należy przyjmować że użyte są wszystkie urządzenia do przepuszczenia wody

Zdolność przelewu powinna wynosić minimum 80% przepływu miarodajnego

Przelewy czołowe - urządzenia przelewowe w korpusie zapory np. jazy betonowe w dolnej części może być wykonany upust

Przelewy stokowe - urządzenia używane poza korpusem zapory na zboczu przekraczanej doliny cieku odpowiada ukształtowaniu terenu

Upusty denne

U rządzenia zrzutowe zespolone - charakteryzują się tym że w jednej budowli łączą się przelew do przeprowadzenia wód i spust przeznaczony do opróżnienia zbiornika

Przelew (upust) wieżowy

Płaskie filtracje ustalone

Potencjał prędkości

wyznaczamy h i podstawimy

równanie ciągłości przepływu

równanie różniczkowe cząstkowe 2 rzędu

• równanie LaPlacea`e

Ø – potencjał prędkości

równanie Laplace`a

Warunki brzegowe zadane na granicach obszaru ruchu szukanej funkcji lub jej pochodnej stanowią warunki jednoznacznego rozwiązania

Właściwości płaskiego przepływu filtracyjnego

Równanie linii prądu

różniczka zupełna funkcji to funkcja prądu

Własności funkcji prądu

1. na danej linii prądu funkcja prądu ma stałą wartość

2. wydatek przez dowolną krzywą poprowadzoną z obszaru filtracji a i b równy jest różnisy funkcji prędkości a i b

f unkcja pędu jest związana z wydatkiem filtracyjnym – róznica pomiędzy dwoma liniami pędu która to oznacza ilość wody jaka pomiędzy nimi płynie

Siatka hydrodynamiczna filtracji Ø (x,y) = const – linie ekwipotencjalne lub inaczej linie jednakowego potencjału Ψ (x,y) = const – linie pędu

Siatka – nazywa się zbiór linii ekwipotencjalnych i linii prądu siatka stanowi rozwiązanie danego przepływu filtracyjnego

Siatka jest ortogonalna tzn. linie prądu i linie ekwipotencjalne przecinają się pod kątem prostym

• na danej linii ekwipotencjalnej funkcje potencjału ma stałą wartość zaś na danej linii prądu zaś funkcja ma tą wartość również stałą

• funkcja potencjału i funkcja prądu spełniają równanie Laplacea

• jest możliwość zamiany Ψ w Ø ponieważ są to funkcje spręzone

F iltracja płaska w płaszczyźnie poziomej Filtracja za przyczółkami

Warunki brzegowe (filtracja pod jazem)

- linie dna stanowiska dolnego GH – linie ekwipotencjalne przyjmuje się

(np. piezometryczne h = 0)

C – stała ; C  ∞

- linia dla stanowiska górnego A∞B – linia ekwipotencjalna

• obrys podziemny budowli BCDEFG ; warstwy nieprzepuszczalnej A∞ - H∞

- wydatek pod budowlą

• linia obrysu

• warunek przepuszczalności

Z APORA ZIEMNA

Obliczenie na podstawie siatki hydrodynamicznej filtracji – linie ekwipotencjalne są wyznaczone w ten sposób że różnica potencjałów prędkości jest stała na sąsiednich liniach i tak samo linie prądu że różnica między potencjałami jest stała

WYKŁAD

29,06,2006

Obliczanie na podstawie siatki hydrodynamicznej filtracji

Różnica wysokości piezometrycznej na dwu sąsiednich liniach ekwipotencjalnych

n- liczba linii ekwipotencjalnych

Gradient hydrauliczny

Prędkość filtracji

Wydatek filtracji między sąsiednimi liniami prądu

Całkowity wydatek pod budowlą

m – liczba linii prądu

Ciśnienie Pj na linii ekwipotencjalnej

Wykres ciśnienia na obrys podziemny budowli

Obliczenia gdy krzywe są tylko liniami ekwipotencjalnymi

• gradienty filtracyjne

• prędkość filtracji

• c iśnienie

Wydatek filtracji

Wydatek całkowity q

Metody wyznaczania siatki hydrodynamicznej filtracji

• metoda analogii hydrodynamicznej

• badanie na modelu oparta jest analogii pomiędzy przepływem wody w gruncie w przepływem prądu stałego

• metoda numeryczna – numeryczne rozwiązanie metody Laplacea programy komputerowe

Przepławki dla ryb – jazy i zapory stanowią przeszkodę dla ryb (ryby mogą przeskoczyć budowle mającą ok. 1 m ). Przepławki są to urządzenia do przejścia ryb z poziomu dolnej wody do górnej i odwrotnie Przepławki mają za zadanie zredukowanie prędkości przepływu wody do wartości odpowiadającej możliwością pokonania tej prędkości przez ryby

Prędkości przepływu wody pokonywane przez ryby

Rodzaj ryby	Prędkości [m/s]
karpiowate łososiowate pozostale gatunki i małe ryby	Ok. 1,5 Ok. 2,0 Ok. 1.0

Zależność prędkości od temperatury wody – im wyższa temperatura tym prędkość wody którą mogą pokonać ryby jest większa

Zależność od długości ryby L

spełnienie prawa prawdopodobieństwa Froude`a

Powtarzalność wysiłku

N
ieregularne prędkości przepływu – przy dnie sa mniejsze prędkości niż w korycie

Przepławki o jednakowym nachyleniu wykonane są z betonu lub kamienia koryta o przekroju prostokątnym o spadku odpowiadającym predkości przepływu pokonywanej przez ryby

W korytach gładkich prędkości są duże a spadki raczej niewielkie

<5%

Vprzepływu Szerokość Głębokość

0,8-2,0 m/s 1,6-3,0 m 0,4-1,5 m

Kamień wbetonowany w podłoże

Średnice 30-80 cm

10-30

w odległości ok. 20 cm od siebie

Dwa spadki – jeden większy w pobliży środka rzeki

- mniejszy w pobliżu brzegu

ZALETY

• wytwarzają dogodne warunki lokalne

• zmniejszenie prędkości w pobliżu kamieni i oderwanie strumienia

• większe straty energii

Przepławki o jednostajnym nachyleniu ma zwiększoną szorstkość na dnie progu a na ściankach poprzeczki

spadki Szerokość Głębokość

15-20% 0,8-2,0 m/s 0,4-1,5 m

Przepławki komorowe – stanowi koryto betonowe o zestopniowanym dnie i podzielone jest na szereg komór (basenów) o różnym poziomie zwierciadła wody w tych basenach. Utworzone przez ścianki działowe są przegrody W przegrodach wykonane otwory po przeciwnych stronach na dnie i u góry ścianki

Parametry :

• różnica poziomów wody w basenach 0,15 – 0,8

• długość basenu - 1,2-5,0 m

• szerokość 1,5 - 5,0 m

• głębokość basenu 0,6 – 2,0 m

Najczęściej stosowane sa przepławki w linii łamanej

Miejsca odpoczynku

(komora odpoczynku)

Otwory przesmykowe

0,4 x 0,4 - 0,5 x 0,5

Grubość ścianki ok. 10 cm

Przepławki szczelinowe - ściany czołowe mają szczeliny wycięte szczeliny na całej długości komory Szczeliny znajdują się po tej samej stronie budowy

Na dnie umieszcza się kamienie o średnicy ok. 30 cm

Zmienny poziom w rzece nie spływa na sprawność przepławek