OBLICZENIA PRZEPŁYWÓW MAKSYMALNYCH O OKREŚLONYM PRAWDOPODOBIEŃSTWIE WYSTĄPIENIA

1. PRZEPŁYW MAKSYMALNY O PRAWDOPODOBIEŃSTWIE WYSĄPIENIA 1 %

Q_1% = B ψ P_1% A λ₁ [m³/s]

B - współczynnik (odczytany z tabeli) zależny o czasu spływu po stokach (Ts) i czasu dobiegu wody korytem (Tr) = 0,0820

Tr = L/Vr [min]

Tr = 1720/0,8

Tr = 2150 s

Tr = 35,83 min

L - długość zlewni [m] - 1720m

Vr - prędkość przepływu [m/s] (0,2 do 1,5 m/s) przyjmuję 0,8m/s

Ts = Bz/(2*Vs) [min]

Ts = 789,24/(2*0,2)

Ts = 1973,1 s

Ts = 32,885 min

Bz - szerokość zlewni [m]

Bz=A/L [m]

Bz = 1357500/1720

Bz = 789,24 m

A - powierzchnia zlewni [m²]

L - długość zlewni [m]

Vs - prędkość spływu po stokach [m/s] (0,2 m/s)

ψ - współczynnik spływu [ ]

ψ = 1 - C₁ - C₂ - C₃

ψ = 1 - 0,8 - 0,2 - 0,15

ψ = 0,05

C₁ - współczynnik zależny od topografii terenu = 0,8

C₂ - współczynnik zależny od rodzaju gleb = 0,2

C₃ - współczynnik zależny od pokrycia terenu szatą roślinną = 0,15

P_1% - opad o prawdopodobieństwie wystąpienia raz na 100 lat [mm] = 80mm

A - powierzchnia zlewni [km²] = 1,36 km²

λ₁ - współczynnik zależny od powierzchni zlewni i określonego prawdopodobieństwa wystąpienia badanego przepływu [ ] = 1

Q_1% = B ψ P_1% A λ₁ [m³/s]

Q_1% = 0,0820 * 0,05 * 80 * 1,36 * 1

Q_1% = 0,45 m³/s

2. PRZEPŁYW MAKSYMALNY O PRAWDOPODOBIEŃSTWIE WYSTĄPIENIA 10%

Q_10% =B ψ P_10% A λ₁₀ [m³/s]

Q_10% = 0,0820 * 0,05 * 56 * 1,36 * 0,43

Q_10% = 0,13 m³/s

P_10% - opad o prawdopodobieństwie wystąpienia raz na 10 lat [mm]

P_10% = 0,7 * P_1% => 56 mm

λ₁₀ - współczynnik zależny od powierzchni zlewni i określonego prawdopodobieństwa wystąpienia badanego przepływu [ ] = 0,43

OBLICZENIE MOŻLIWOŚCI PRZEPŁYWU WODY W KANALACH OTWARTYCH

F - pole przekroju kanału

Q_P%MAX - maksymalny przepływ przez kanał o określonym prawdopodobieństwie [m³/s]

V_MAX - maksymalna prędkość przepływu przez kanał = 1 m/s

F = 0,45/1

F = 0,45 m²

H - napełnienie koryta [m] = 1m

1 : 2 - pochylenie skarp

⇒ x = 0,5m x = 1m

b = b_śr - 2x b = 0,8m

b_śr = 2*1 + 0,8 b_śr = 2,8m

B = b + 2m

B = 0,8 + 2*2 B = 4,8m

y = 2,24m

Pole przekroju kanału:

F = b_śr * H

F = 2,8 *1 F = 2,8 m²

Obwód zwilżony:

U = b + 2y [m]

U = 0,8 + 2*2,4 U = 5,6m

Promień hydrauliczny:

R = F/U

R = 2,8/5,6 R = 0,5m

Średnia prędkość przepływu wody w kanale:

Całość: Na poszczególnych odcinkach:

----------

⇓

w = 0,46

c = 87/[1+(0,46/0,71)] c = 52,73

Q_mobl = F * V_śr

Q_mobl = 2,8 * 1,77

Q_mobl = 4,956 [m³/s]

Q_mobl > Q_P%MAX

4,956 > 0,45 m³/s

Q_mobl1 = F * V_śr1

Q_mobl1 = 2,8 * 1,39

Q_mobl1 = 3,892 [m³/s]

Q_mobl2 = F * V_śr2

Q_mobl2 = 2,8 * 0,97

Q_mobl2 = 2,716 [m³/s]

Q_mobl3 = F * V_śr3

Q_mobl3 = 2,8 * 1,09

Q_mobl3 = 3,,052 [m³/s]

Q_mobl4 = F * V_śr4

Q_mobl4 = 2,8 * 1,01

Q_mobl4 = 2,828 [m³/s]

Q_mobl5 = F * V_śr5

Q_mobl5 = 2,8 * 0,67

Q_mobl5 = 1,876 [m³/s]

DOPŁYW POWIERZCHNIOWY DO KOPALNI

Q_pow = V/t [m³/h]

Q_pow = V/32

t - czas spływu [32 h]

V - objętość pompowanej. wody [m³]

V = P_10% ψ_śr F_oi [m³]

F_oi - powierzchnia odkrywki w i-tym roku eksploatacji [m²]

ψ_śr - średni współczynnik spływu [ ]

ψ_skarp = 0,55 ψ_dna = 0,4 ψ_tz = 0,3

F_skarp = 30% * F_oi [m²]

F_dna = 70% * F_oi [m²]

F_tz = Am - F_oi [m²]

Rok eksploatacji	Fo [m^2]	Fskarp [m^2]	Fdna [m^2]	Ftz [m^2]	ψśr	V [m^3]	Qpow [m^3/h]	Qpow [m^3/d]
1	4 500	1 350	3 150	578 000	0,30	75,88	2,37	56,91
2	17 500	5 250	12 250	565 000	0,30	298,27	9,32	223,70
3	42 000	12 600	29 400	540 500	0,31	730,19	22,82	547,64
4	69 100	20 730	48 370	513 400	0,32	1227,44	38,36	920,58
5	97 900	29 370	68 530	484 600	0,32	1778,33	55,57	1333,74
6	148 400	44 520	103 880	434 100	0,34	2800,11	87,50	2100,08
7	188 400	56 520	131 880	394 100	0,35	3659,91	114,37	2744,93
8	215 400	64 620	150 780	367 100	0,35	4265,49	133,30	3199,12
9	230 100	69 030	161 070	352 400	0,36	4603,74	143,87	3452,81
10	237 900	71 370	166 530	344 600	0,36	4785,67	149,55	3589,25

DOPŁYW PODZIEMNY DO KOPALNI (DLA ZWIERCIADŁA NAPIĘTEGO)

m - miąższość warstwy wodonośnej (H) [m]

k - współczynnik filtracji [m/d]

s - wielkość depresji

s = H - h [m]

R_c- całkowity zasięg leja depresji [m] Rc=R+r

r - promień zastępczy wyrobiska [m]

R - promień leja depresji [m]

t - łączny czas eksploatacji w dobach = 3650 dni

m - miąższość warstwy wodonośnej (H) [m]

k - współczynnik filtracji [m/d]

μ - współczynnik odsączalności [ ]

Rok eksploatacji	Fo [m^2]	r [m]	R [m]	Rc [m]	Qpodz [m^3/d]
1	4 500	37,85	915,25	953,09	2 031,16
2	17 500	74,64	1 294,35	1 368,99	2 252,44
3	42 000	115,62	1 585,25	1 700,88	2 437,31
4	69 100	148,31	1 830,49	1 978,80	2 529,12
5	97 900	176,53	2 046,55	2 223,08	2 586,82
6	148 400	217,34	2 241,89	2 459,23	2 700,94
7	188 400	244,89	2 421,51	2 666,40	2 744,43
8	215 400	261,85	2 588,71	2 850,55	2 744,64
9	230 100	270,63	2 745,74	3 016,37	2 717,85
10	237 900	275,18	2 894,26	3 169,44	2 681,33

DOPŁYW CAŁKOWITY DO KOPALNI

Rok eksploatacji	Qpow [m^3/d]	Qpodz [m^3/d]	Qcałk [m^3/d]	Qcałk [m^3/s]
1	56,91	2 031,16	2 088,07	0,02
2	223,7	2 252,44	2 476,14	0,03
3	547,64	2 437,31	2 984,95	0,03
4	920,58	2 529,12	3 449,70	0,04
5	1 333,74	2 586,82	3 920,56	0,05
6	2 100,08	2 700,94	4 801,02	0,06
7	2 744,93	2 744,43	5 489,36	0,06
8	3 199,12	2 744,64	5 943,76	0,07
9	3 452,81	2 717,85	6 170,66	0,07
10	3 589,25	2 681,33	6 270,58	0,07

Projekt pompowni

1. Dobór pomp

1. wysokość podnoszenia wody przez pompę

H_p = h₁ + h₂ + h₃

h₁ = H₀ = 20m

h₂ = 10% h₁ = 2m

h₃ = 30% (h₁ + h₂) = 30% 22 = 6,6m

H_p = 20 + 2 + 6,6

H_p = 28,6m

2. ilość pompowanej wody

Q_pomp = 1,2 * Q_całk [m³/h]

Q_pomp = 1,2 * (6270,58/24)

Q_pomp = 313,53 [m³/h]

Q_pomp = 1,2 * Q_całk [m³/d]

Q_pomp = 1,2 * 6270,58

Q_pomp = 7524,70 [m³/d]

3. dobór pompy

• wydajność pompy q [m³/h] 80÷750 m³/h (~300)

• wysokość podnoszenia H [m] 11÷48 m

• sprawność η = 72÷82%

• producent BIAŁOGON Kielecka Fabryka Pomp

• rodzaj pompy - pompa wirowa typ Z2k ⇒200Z2k-8

4. ilość pomp

• roboczych

n = (Q_pomp/q) * 1,5

n = (313,53/300) * 1,5

n = 1,56

n = 2

• rezerwowych

n_r = 50% * n

n_r = 1

• całkowita

n_c = n + n_r

n_c = 3

2. Dobór rurociągów

1. rurociągi 1 pompy

• ssawne V_ss = 1,5 m/s

d_rss = 0,26 m

d = d_rss + 2*s

s = 0,01 m

d = 0,28 m

średnica rur produkowanych = 299 mm

• tłoczne V_tł = 2,5 m/s

d_rtl = 0,21 m

d = d_rss + 2*s

s = 0,01 m

d = 0,23 m

średnica rur produkowanych = 245 mm

2. rurociąg zbiorczy

dz > dr

średnica rurociągu zbiorczego = 406 mm

3. Zbiornik przy pompowni

• objętość rząpia

1 = 1 doba

V_z = Q_pomp/t [m³]

V_z = 7524,7 m³

Sytuacja terenowa

Położenie kopalni odkrywkowej: Województwo dolnośląskie, powiat wrocławski, na granicy gmin Oleśnica/Dobroszyce. Przez kopalnię odkrywkową przepływa rzeka, z wschodu na zachód, będąca dopływem rzeki Dobra.

Hydrologia - w północno-zachodniej części terenu znajduje się rzeczka Dobra, w południowo-wschodniej części - rzeka Oleśniczanka.

Teren nie jest urozmaicony. Rzędna terenu maleje z kierunku północno-wschodniego (ok. 160 m n.p.m.) w kierunku południowo-zachodnim (ok. 140 m n.p.m.)

Odwadnianie

Przez kopalnię przepływa rzeka. Zabiegi odwadniające zostały przeprowadzone poprzez przełożenie ego cieku. Przełożenia dokonano na kierunek północny od kopalni, w odległości ok. 70m od skarpy kopalni. Długość przełożonego koryta rzeki wynosi ok. 780 m . Materiałem zastosowanym do obudowy to mur z grubego kamienia (materiał średniogładki). Pochylenie skarp przełożonego cieku ustalono na 1:2, natomiast średnia prędkość przepływu 1 m/s.

W odległości 50m od skarpy kopalni znajduje się wał przeciwpowodziowy

---