1. Opis techniczny

1. Wybór lokalizacji zapory i trasy bystrza

Koryto zbiorcze zostało umiejscowiona na wzniesieniu w celu zmniejszenia kosztów robót ziemnych. Trasa bystrza jest odcinkiem prostym, przy jej wyznaczaniu sugerowano się przeprowadzeniem go jak najkrótszym odcinkiem w celu minimalizacji kosztów, przy jednoczesnym prawidłowym przeprowadzaniu wód oraz spełnieniu wymogu dotyczącego maksymalnej prędkości.

2. Opis zaprojektowanej konstrukcji

Projekt konstrukcji upustu wykonano w oparciu o przepisy Prawa Budowlanego oraz zgodnie z obowiązującymi normami.

W budowie upustu należy wyróżnić następujące części:

• koryto zbiorcze: długość 21,43 m, spadek 0,02

• bystrze: długość 35,2 m, spadek 0,051

• nieckę: długość 9,8 m,

• kanał odprowadzający: długość 15 m, spadek 0,05

1. Eksploatacja i obsługa upustu

Upust jest zaprojektowany na normalny poziom piętrzenie, który wynosi 254,2.

Utrzymanie budowli:

• Przeglądy okresowe - należy przeprowadzać przed trudnymi okresami pracy, czyli przed zimą, okresem roztopów i po przejściu wielkich wód.

• Przeglądy przed wystąpieniem trudnych warunków - należy sprawdzić, czy budowla i urządzenia są odpowiednio przygotowane do wypełnienia zadań w tych okresach i czy nie istnieje potrzeba stosowania dodatkowych środków zabezpieczających.

• Przeglądy po przejściu wielkich wód - należy określić powstałe szkody i zagrożenia oraz ustalić wszelkie ewentualne naprawy.

W ramach robót konserwacyjnych bieżących należy wymieniać uszkodzone elementy konstrukcji i usuwać niewielkie uszkodzenia bez przerwy lub ograniczeń w użytkowaniu upustu. Do zakresu tych robót należą:

• drobne naprawy części betonowych

• uzupełnienie uszkodzonych części umocnień dna i skarp

• nakładanie powłok antykorozyjnych

1. Przeprowadzenie wody w okresie budowy

Przed przystąpieniem do budowy należy wykonać kanał obiegowy. Po wykonaniu kanału należy wykonać grodze poprzeczne hamujące napływ wody w miejsce budowy oraz kierujące wodę do kanału obiegowego. Grodze projektuje się na przepływ budowlany o prawdopodobieństwie wystąpienia 10 %. Nie jest wymagane konstruowanie gródz podłużnych, ze względu na to, że spadki skarp doliny rzeki są niewielkie.

2. Określenie rzędnej korony zapory

Rzędna korony zapory jest wartością największą z :

gdzie:

,
,
- współczynniki zależne od klasy budowli. Dla budowli klasy III wynoszą:

=1,0

=0,7

=0,3

Rzędna korony zapory wynosi 363,1 m n pp.

3. Obliczenia hydrauliczne

1. Wlotu

1. Dobór wymiarów

Rys.1. Schemat korony upustu

Przyjęto założenia:

Przyjęto, że przelew pracuje jako niezatopiony (
).

Profil korony zostaje dobrany na podstawie wzoru:

r = 0,665

gdzie:

r- promień półkola profilu

- wybrane wzniesienie zwierciadła wody górnej nad koroną wg którego wyznacza się promień r

Przyjęto założenia:

Wyznaczenie długości koryta przy

• Określenie wydatku przelewu

gdzie:

m- wsp. wydatku zależny od stosunku
(
)

25,44 m

Rys. 2. Schemat pomocniczy do wyznaczenia wymiarów koryta.

• Wyznaczenie
  

Przyjęto

• Wyznaczenie
  

Przyjęto

5m

• Wyznaczenie
  

B =

• Wyznaczenie
  

• Wyznaczenie
  - wsp. rozszerzania ścian i
  - wsp. nachylenia ścian

1. Obliczenie układu zwierciadła wody

Rys. 3. Schemat pomocniczy do wyznaczenia wymiarów koryta po wydłużeniu koryta

2. Obliczenie układu zwierciadła wody

• Wydłużono
  w celu wykonania obliczeń rzeczywistej długości przepływu wody:

• Wyznaczam spadek koryta
  

Przyjęto

Zestawienie obliczeń układu zwierciadła wody w korycie zbiorczym zostało przedstawione w tabeli 1.

1. Krzywa wydatku

Tabela 2. Zestawienie obliczeń krzywej wydatku koryta zbiorczego.

Lp	H	m	Q
1	0,1	0,411	1,57
2	0,15	0,429	3,02
3	0,2	0,445	4,82
4	0,25	0,461	6,98
5	0,3	0,475	9,46
6	0,35	0,488	12,24
7	0,4	0,5	15,32
8	0,45	0,511	18,69
9	0,5	0,521	22,32
10	0,55	0,53	26,19
11	0,6	0,538	30,29
12	0,65	0,546	34,66

1. Bystrza

• Początkowa głębokość koryta zbiorczego

• Wymiary bystrza

m (długość wyznaczona na podstawie planu)

m

Rys. 4. Schemat do obliczania układu zwierciadła wody w bystrzu.

Przyjmujemy k=0,970

Tabela 3. Zestawienie obliczeń układu zwierciadła wody w bystrzu.

Lp			U
1	1,145		7,29	5,73		0,79			3,49
							0,100					5,48		0,761	0,004320		0,53
		2			1,045					7,09			5,23					0,74			3,83		0,53
								0,050								5,10			0,724	0,005319		0,59
		3			0,995					6,99			4,98					0,71			4,02		1,13
								0,050								4,85			0,699	0,006171		0,88
		4			0,945					6,89			4,73					0,69			4,23		2,01
								0,050								4,60			0,672	0,007220		1,26
		5			0,895					6,79			4,48					0,66			4,47		3,27
								0,050								4,35			0,645	0,008529		1,75
		6			0,845					6,69			4,23					0,63			4,73		5,01
								0,050								4,10			0,617	0,010185		2,41
		7			0,795					6,59			3,98					0,60			5,03		7,42
								0,050								3,85			0,589	0,012310		3,34
		8			0,745					6,49			3,73					0,57			5,37		10,76
								0,050								3,60			0,559	0,015085		4,72
		9			0,695					6,39			3,48					0,54			5,76		15,48
								0,050								3,35			0,528	0,018779		6,90
		10			0,645					6,29			3,23					0,51			6,20		22,38
								0,050								3,10			0,497	0,023810		10,81
		11			0,595					6,19			2,98					0,48			6,72		33,19
								0,050								2,85			0,464	0,030843		19,51
		12			0,545					6,09			2,73					0,45			7,34		52,70
								0,012								2,70			0,443	0,036650		7,91
		13			0,533					6,07			2,67					0,44			7,50		60,61

Sprawdzenie napowietrzenia strumienia wody w bystrzu:

Rys. 5. Schemat do obliczania napowietrzenia bystrza

gdzie:

początek ruchu jednostajnego

ruch jednostajny e całym przekroju

m

k- współczynnik szorstkości dla betonu

k = 0,0025 m

Nie nastąpi napowietrzenie strumienia

Prędkość w przekroju końcowym ( przekrój najbardziej niekorzystny) jest większa od prędkości dopuszczalnej, która wynosi 5 m/s. W celu jej obniżenia projektujemy szykany.

Przyjęto, że nastąpi zjawisko falowania.

Wysokość fali wynosi:

m

Fr- liczba Froude'a w przekroju końcowym wynosi:

Obliczamy współczynnik Shezi do wzoru Malinga (przy założenie, że prędkość wynosi 5 m/s):

gdzie:

Projektujemy szykany w taki sposób aby prędkość maksymalna wynosiła 5 m/s, więc:

gdzie:

k=1

h, s - wymiary szykan

Wymiary te muszą spełniać następujące warunki:

m

Sprawdzenie warunków:

Warunek nie spełniony

Warunki spełniony.

Wyznaczenie głębokości bystrza:

głębokość bystrza wynosi 1,68 m

Przyjęto następujące wymiary szykan:

1. Urządzeń do rozpraszania energii

m

2. Urządzeń do rozpraszania energii

3.3.1 Określenie położenia wysokościowego wypadu

m

m

Przyjęto B = 7 m

• Określamy wartość
  

Przyjęto nachylenie skarp 1:1

Rys. 6. Schemat przekroju przez kanał.

Przyjęto:

B=7 m

n= 0,015

I =0,001

Tabela 4. Zestawienie obliczeń krzywej wydatku kanału

t	F	U	R	Q
0	0,00	7,00	0,00	0,00
0,1	0,71	7,28	0,10	0,32
0,2	1,44	7,57	0,19	1,00
0,3	2,19	7,85	0,28	1,97
0,4	2,96	8,13	0,36	3,18
0,5	3,75	8,41	0,45	4,61
0,6	4,56	8,70	0,52	6,25
0,7	5,39	8,98	0,60	8,09
0,8	6,24	9,26	0,67	10,11
0,9	7,11	9,55	0,74	12,32
1	8,00	9,83	0,81	14,70
1,1	8,91	10,11	0,88	17,27
1,2	9,84	10,39	0,95	20,00
1,3	10,79	10,68	1,01	22,91
1,4	11,76	10,96	1,07	25,98
1,5	12,75	11,24	1,13	29,23
1,6	13,76	11,53	1,19	32,65

Określenie wstępnej głębokości niecki:

Tabela52. Zestawienie obliczeń głębokości niecki.

Lp	d	E1'	h1	h2	h2beta	n
1	0,7	4,09	0,333	2,078	1,751	0,91
2	0,75	4,14	0,330	2,089	1,760	0,93
3	0,8	4,19	0,328	2,097	1,767	0,95
4	0,85	4,24	0,325	2,109	1,777	0,97
5	0,9	4,29	0,324	2,112	1,780	0,99
6	0,95	4,34	0,312	2,12	1,787	1,01

3.3.2 Obliczenie długości wypadu

3.3.3 Dobór kształtu i wymiarów wypadu

Przyjęto wypad prostokątny o następujących wymiarach:

B= 7 m

L= 9,8 m

Rzędna wypadu wynosi: 250,00

4. Dobór umocnień i obliczenie rozmyć poniżej upustu

4.1. Długość i rodzaj umocnień kanału doprowadzającego

Na skarpach kanału odprowadzającego zaprojektowano narzut kamienny który należy układać 30 cm powyżej zwierciadło wody w kanale.

4.2. Długość i rodzaj umocnień kanału zrzutowego

Wzdłuż kanału zrzutowego zaprojektowano sztywne umocnienie dna ora skarp . Umocnienie to stanowią płyty betonowe o wymiarach :

Płyty umacniające dno: 3,5 x 4,5 x 0,25 m

Płyty umacniające skarpy: 0,8x 4,5 x 0,25 m

Płyty te mają za zadanie ochroną kanału zrzutowego, zaprojektowano umocnienia na odcinku 9 m licząc od końca kanału.

5. Część rysunkowa

5.1. Mapa w skali 1:2000

5.2. Rysunki konstrukcyjne w skali 1:50

5.2.1. Przekrój podłużny

5.2.2. Przekrój poprzeczny

5.2.3. Widok z góry

6. Dobór umocnień i obliczenie rozmyć poniżej upustu

7. Część rysunkowa

5

---