BUDOWNICTWO WODNE

MATERIAŁY DO ĆWICZEŃ

1. Balcerski i in.: Budownictwo wodne śródlądowe. Budownictwo betonowe t.XVII. Arkady, Warszawa 1969

2. Wosiewiczi in.: Komputerowe obliczenia hydrauliczne dla budownictwa wodno-melioracyjnego. Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Poznaniu, 1993

3. Rozporządzenie Ministra Ochrony zasobów naturalnych i Leśnictwa z dnia 20 grudnia 1996r. w sprawie: Warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane gospodarki wodnej i ich usytuowanie. Dziennik Ustaw Nr 21 poz. 111.

4. PN-B-12097/1997 Urządzenia wodno-melioracyjne. Otwory jazów. Wymiary.

5. PN-B-03203/2000 Konstrukcje hydrotechniczne. Zamknięcia hydrotechniczne. Projektowanie i wykonanie.

6. PN-90-B-03200 Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie.

• Minimalne światło przelewu może być określone z zależności od dopuszczalnego maksymalnego wydatku jednostkowego:

gdzie: Q - przepływ odprowadzany przelewem [m³/s], λ - współczynnik wg tablicy, q_max -maksymalny przepływ występujący w nurcie cieku w naturze przed jego zabudową [m³/sm]

WSPÓŁCZYNNIKI DOPUSZCZALNEGO WZROSTU PRZEPŁYWU

Tablica2-1 (Balcerski i in., 1969)

Nazwa gruntu w korycie cieku	Symbol wg PN-54/B-02480	Współczynnik λ
Skały		1,80
Zwały kamieniste, rumosze i wietrzeliny	K, R, W	1,60
Żwir	Ż, Żg	1,40
Pospółka	Żp, Żpg	1,30
Piasek gruby	Pr	1,20
Piasek średni	Ps	1,15
Piasek drobny	Pd	1,10
Piasek pylasty i gliniasty, pyły	Pπ, Pg, π	1,08
Grunty organiczne	h, Pdh, πh, Mo, T	1,05
Gliny średnie spoiste	Gp, G, G	1,10
Gliny ciężkie spoiste	Gpc, Gc, Gπc	1,15
Iły	Ip, I, Iπ	1,20

• Wydatek przelewu jazowego spełniającego warunek c/h <2,5 wyznacza się ze wzroru:

gdzie: c - szerokość korony przelewu [m], M - współczynnik wydatku, b - światło przelewu [m], H - głębokość wody ponad koroną przelewu [m], α - współczynnik nierównomierności strug, v_o - prędkość wody dopływającej do budowli piętrzącej [m/s], g - przyspieszenie ziemskie [m/s²], ε - współczynnik dławienia bocznego, σ - współczynnik podtopienia przelewu

WSPÓŁCZYNNIKI WYDATKU M DLA PRZELEWÓW TRAPEZOIDALNYCH

Tablica 2-2 (Balcerski i in., 1969)

Współczynnik pochylenia m
1	1,86	1,78	1,64-1,70
2	1,78	1,70	1,55-1,60
3	1,73	1,64	*
5	1,67	1,55	*
10	1,55	*	*

*oznacza, że przelew należy obliczać jak o szerokiej koronie.

WSPÓŁCZYNNIKI KSZTAŁTU FILARÓW I PRZYCZÓŁKA

Ryc. 3.4. Wosiewicz i in. (1993)

WSPÓŁCZYNNIKI PODTOPIENIA PRZELEWU σ

na podstawie Tablica 2-4 (Balcerski i in., 1969)

Współczynnik podtopienia można wyznaczyć również z zależności:

lub

gdzie: a - różnica między rzędną dolnej wody i rzędnej korony przelewu

WSPÓŁCZYNNIKI DŁAWIENIA BOCZNEGO ε

Współczynnik dławienia bocznego εwe wzorze na wydatek można przyjmować jak dla przelewów bezciśnieniowych wg wzorów

1. gdy
   

gdzie: B₀ - szerokość kanału doprowadzającego wodę do upustu [m], f - szerokość filaru [m], n - liczba otworów przelewu

b)jeżeli chociaż jeden z warunków podanych w pkt a nie jest spełniony

KLASYFIKACJA ŻWIRÓW I PIASKÓW

Nazwa gruntu	Zawartość ziaren
		o wymiarach	w procentach
Żwir	> 2 mm	≥50
Pospółka	> 2 mm	10÷50
Piasek gruboziarnisty	> 0,5 mm	≥ 50
Piasek średni	> 0,25 mm	≥ 50
Piasek drobny	>0,25 mm	< 50
Piasek pylasty	> 0,25 mm	< 50 lecz frakcji pyłowej 10÷30% a ilowej 0÷2%

WSPÓŁCZYNNIK C

Rodzaj gruntu według PN-54/B-02480	Metoda
		Bligha	Lane'a
Piasek pylasty	18	8,5
Piasek drobnoziarnisty	15	7,0
Piasek średnioziarnisty	13	6,0
Piasek gruboziarnisty	12	5,0
Pospólka	9	4,0
Żwiry	7	3,5
Rumosze i wietrzeliny	-	3,0
Zwały kamieniste	-	2,5
Glina średniospoista	8	3,0
Glina ciężka spoista	6	2,0
Iły	-	1,6
Grunty organiczne rodzime	-	-

WSPÓŁCZYNNIK TARCIA

Rodzaj gruntu	f	Rodzaj gruntu	f
Otoczaki, żwir	0,66-0,65	Grunty gliniasto-piaszczyste	0,35-0,40
Piaski	0,55-0,60	Iły	0,20-0,30
Piaski pylaste	0,45-0,50	Słabe skały (margle, łupki itp.)	0,30-0,40

ZAKRES STOSOWANIA ZAMKNIĘĆ DWUDŹWIGAROWYCH

KLASYFIKACJA GŁÓWNYCH BUDOWLI HYDROTECHNICZNYCH

Tabela 1 (Rozporządzenie ..., 1996)

Lp

Nazwa, charakter lub funkcja budowli

Opis i miano wskaźnika

Wartość wskaź. dla klasy I

Wartość wskaź. dla klasy II

Wartość wskaź. dla klasy III

Wartość wskaź. dla klasy IV

Uwagi

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Budowle piętrzące na podłożu:

Wysokość piętrzenia: H [m]

H > 30 m

15 < H ≤ 30 m

5 < H ≤ 15 m

2 < H ≤ 5 m

Wysokość piętrzenia określona w § 4 pkt 3

a) skalnym

b) nieskalnym

H > 20 m

10 < H ≤ 20 m

5 < H ≤ 10 m

2 < H ≤ 5m

2

Budowle, których awaria powoduje utratę pojemności zbiornika lub może spowodować zatopienie terenów falą wypływającą przez zniszczoną lub uszkodzoną budowlę

a) pojemność zbiornika: V [hm^3]

F > 50 hm^3

20 < V ≤ 50 hm^3

5 < V ≤ 20 hm^3

0,2 < V ≤ 5 hm^3

Pojemność przy maksymalnym poziomie piętrzenia (Max PP)

b) obszar zatopiony przez falę powstałą przy normalnym poziomie piętrzenia: F [km^2]

F > 50 km^2

10 < F ≤ 50 km^2

1 < F ≤ 10 km^2

F ≤ 1 km^2

Obszar zatopiony jest to obszar, na którym głębokość wody przekracza 0,5 m

c) liczba ludności na obszarze zatopionym w wyniku zniszczenia budowli: L [osób]

L > 300 osób

80 < L ≤ 300 osób

10 < L ≤ 80 osób

L ≤ 10 osób

Poza stałymi mieszkańcami do liczby ludności wlicza się również załogi fabryk, biur, urzędów itp. oraz osoby przebywające w ośrodkach zakwaterowania zbiorowego (hotele, domy wczasowe itp.)

3

Budowle do nawodnień lub odwodnień

Obszar nawadniany lub odwadniany: F [km^2]

F > 200 km^2

20 < F ≤ 200 km^2

4 < F ≤ 20 km^2

F ≤ 4 km^2

4

Budowle przeznaczone do ochrony przeciwpowodziowej

Obszar chroniony: F [km^2]

F > 300 km^2

150 < F ≤ 300 km^2

10 < F ≤ 150 km^2

F ≤ 10 km^2

Obszar, który przed obwałowaniem ulegał zatopieniu wodami o prawdopodobieństwie p = 1%

5

Elektrownie wodne i obiekty wodne wchodzące w skład elektrowni cieplnych i jądrowych

Moc elektrowni: P [MW]

P > 150 MW

50 < P ≤ 150 MW

5 < P ≤ 50 MW

P ≤ 5 MW

6

Budowle umożliwiające żeglugę

Klasa drogi wodnej

-

V-IV

III-II

I

7

Budowle przeznaczone do zaopatrzenia w wodę miast i osiedli oraz zakładów przemysłowych

Użytkowanie wody

Budowle zalicza się do klasy I lub II

Indywidualnie przeprowadzona analiza ważności użytkownika wody

Tabela 2 (Rozporządzenie ..., 1996)

Klasa budowli	I	II	III	IV
Współczynnik konsekwencji zniszczenia budowli hydrotechnicznej γn	1,30	1,20	1,15	1,10

PRAWDOPODOBIEŃSTWO POJAWIANIA SIĘ (PRZEWYŻSZENIA) PRZEPŁYWÓW MIARODAJNYCH I KONTROLNYCH DLA STAŁYCH BUDOWLI HYDROTECHNICZNYCH

Tabela 5 (Rozporządzenie ..., 1996)

Lp.	Rodzaj budowli	Przepływ	Prawdopodobieństwo pojawiania się (przewyższenia) p% dla klasy:
						I	II	III	IV
		1	budowle ulegające zniszczeniu przy przelaniu się przez nie wody	miarodajny Qm	0,1	0,3	0,5	1,0
				kontrolny Qk	0,02	0,05	0,2	0,5
		2	budowle nie ulegające zniszczeniu przy przelaniu się przez nie wody	miarodajny Qm	0,5	1,0	2,0	3,0
				kontrolny Qk	0,1	0,3	0,5	1,0

UWAGI:

1. Do lp. 1 zalicza się wszystkie budowle hydrotechniczne ziemne na podłożu łatwo rozmywalnym, zbudowanym z gruntów nieskalistych, rumoszu skalnego lub miękkich skał.

2. Dla obwałowań chroniących użytki zielone, zaliczanych według tabeli 1 do klasy IV, dopuszcza się jako wodę miarodajną przepływ Q_m o prawdopodobieństwie p ≥ 10%, a jako wodę kontrolną - przepływ Q_k o prawdopodobieństwie p = 10%.

BEZPIECZNE WZNIESIENIE KORONY STAŁYCH BUDOWLI HYDROTECHNICZNYCH

Tabela 7 (Rozporządzenie ..., 1996)

Rodzaj budowli	Warunki eksploatacji	Bezpieczne wzniesienie korony budowli hydrotechnicznych w [m] dla klas I÷IV
				nad statycznym poziomem wody				nad poziomem wywołanym falowaniem
				I	II	III	IV	I	II	III	IV
	Zapory ziemne i obwałowania	maksymalne lub normalne poziomy wód	2,0	1,5	1,0	0,7	0,7	0,5	0,5	0,5
		miarodajne przepływy wezbraniowe	1,3	1,0	0,7	0,5	0,5	0,3	0,3	0,3
		wyjątkowe warunki eksploatacji	0,3	0,3	0,3	0,3	nie uwzględnia się falowania
	Budowle betonowe	maksymalne lub normalne poziomy wód	1,5	1,0	0,7	0,5	0,5	0,4	0,4	04
		miarodajne przepływy wezbraniowe	1,0	0,7	0,5	0,5	0,3	0,3	0,3	0,3
		wyjątkowe warunki eksploatacji	0,1	0,1	0,1	0,1	nie uwzględnia się falowania

WZNIESIENIE GÓRNEJ KRAWĘDZI USZCZELNIEŃ ZAPÓR ZIEMNYCH

Tabela 8 (Rozporządzenie ..., 1996)

Rodzaj uszczelnienia	Minimalne wzniesienie górnej krawędzi elementów uszczelniających zapór ziemnych nad:
		maksymalnym lub normalnym poziomem wód w [m] dla klas budowli^*)		zwierciadłem wody przy przepływie miarodajnym w [m]
		I i II	III i IV	wszystkie klasy
Ekrany pochyłe	0,7^**)	0,5^**)	0,3^**)
Rdzenie pionowe	0,5	0,5	0,3

^*) Max PP - dla budowli hydrotechnicznych zbiorników retencyjnych, NPP - dla innych budowli hydrotechnicznych,

^**) z uwzględnieniem falowania

Budownictwo wodne - materiały do ćwiczeń

1

---