Розрахунок та побудова креслень греблі головного ставка

Земляна гребля – гідротехнічна споруда з однорідних або різнорідних природних ґрунтів, яка перегороджує русло водотоку та утримує воду з одного боку на вищому рівні, ніж з іншого. Різниця води у верхньому та нижнім б'єфах називається натиском греблі. Земляні греблі з напором понад 50 м називають високими, із напором 15-50 м – середньої висоти, із напором до 15 м низькими. У рибоводних господарствах будують переважно низьконапірні греблі, з висотою напору до 10м [5].

Земляні греблі відрізняються простотою конструкції, їх можна будувати за будь-яких геологічних умов і в будь-яких географічних районах, використовуючи місцеві будівельні матеріали. Греблі з ґрунтових матеріалів практично завжди бувають глухими, тобто не допускають переливу води через гребінь. За рахунок підпору води греблею у верхньому б'єфі утворюється водосховище. У ньому розрізняють три розрахункові рівні води та відповідні їм обсяги:

– нормальний підпірний рівень (НПУ) – розрахунковий рівень, встановлюваний водогосподарським розрахунком, з необхідного корисного обсягу водосховища, топографії чаші, і навіть обсягу стоку;

– Форсований підпірний рівень (ФПУ) – рівень, до якого допускається тимчасове затоплення частини території (вище за НПУ);

– Рівень мертвого обсягу (УМО) – найнижчий рівень, до якого допускається спорожнення водойми; залежить від терміну служби водосховища та інтенсивності його замулення, санітарних вимог, необхідної позначки командування над площею, що зрошується, або рибоводною акваторією.

Вибір створу греблі. На положення створу греблі впливають різні умови: топографічні, інженерно-геологічні, гідрологічні, будівельні, трасування.водоскидного тракту, господарські та ін. Якщо керуватися тільки топографічними умовами, то площину греблі найбільш доцільно розташовувати в найвужчому місці водотоку, так як це дає мінімальний обсяг земляних робіт. Геологічні умови створу греблі вимагають, щоб ґрунти в основі греблі були міцними, і здатні прийняти на себе додаткове навантаження від споруд. Гідрологічні умови впливають на вибір створу греблі, тому що при стоку заданої забезпеченості можливе наповнення водосховища лише до заданого обсягу.

Основні елементи греблі. Тіло земляної греблі є трапецією, зверху обмежену гребенем, з боків – укосами, знизу – підошвою. Лінії перетину укосів з основою та гребенем греблі називають нижніми та верхніми брівками. Шар ґрунту, на який спирається гребля своєю підошвою, називається основою. Висота греблі – відстань між підошвою та гребенем. Закладенням укосу називається його горизонтальна проекція, висотою укосу – його вертикальна проекція. Ухилом укосу називається відношення його висоти до закладання. Коефіцієнт закладення – ставлення до висоті [5].

1). Проектування земляної греблі.

При проектуванні земляної греблі встановлюю розміри її основних елементів: ширину гребеня, перевищення гребеня над нормальним підпірним рівнем (НПУ), ухили укосів.

Ширина гребеня залежить від того чи проходять через греблю будь-які дороги. Гребля в нашому рибоводному господарстві є непроїжджою, але її ширина повинна становити не менше 3 м. Ми будемо проектувати греблю з шириною гребеня 4 м.

Магістральний канал починається з висоти 4.14 м (див. дод. 1). Отже, ця позначка і буде НПУ нашої головної ставки. Щоб уникнути переливів води черезгребінь його слід призначати з урахуванням піднесення над розрахунковим рівнем води. Підвищення гребеня визначають з урахуванням висоти накату хвилі та необхідного сухого запасу по висоті споруди. Сухий запас має бути не менше 0.5 м. При розгоні 3.0 км висота накату хвилі буде 1.15 м. Розрахуємо висоту греблі: 4.14 + 0.5 + 1.15 = 5.79 м.

Знаючи висоту і ширину гребеня, ми можемо розмістити нашу греблю на топографічному плані. Потім ми маємо розрахувати висоту у місцях, де проходить кожна ізобата. Для цього необхідно від наявної висоти греблі, забирати висоту місцевості в місці проходження кожної ізолінії в межах тіла греблі.

Русло (0) = 5.79 + 0 = 5.79 м;

(2.5) = 5.79 - 2.5 = 3.29 м;

(3) = 5.79 - 3 = 2.79 м;

(4) = 5.79 - 4 = 1.79 м;

(5) = 5.79 - 5 = 0.79 м.

Після того як ми розрахували висоту греблі знаючи коефіцієнт закладення укосів (див. табл. 1.5), ми можемо розрахувати закладення укосів греблі:

5.79 × 1.5 = 8.685 м ≈ 8.7 м;

3.29 × 1.5 = 4.935 м ≈ 4.9 м;

2.79 × 1.5 = 4.185 м ≈ 4.2 м;

1.79 × 1.5 = 2.685 м ≈ 2.7 м;

0.79 × 1.5 = 1.185 м ≈ 1.2 м.

5.79 × 2.5 = 14.475 м ≈ 14.5 м;

3.29 × 2.5 = 8.225 м ≈ 8.2 м;

2.79 × 2.5 = 6.975 м ≈ 7.0 м;

1.79 × 2.5 = 4.475 м ≈ 4.5 м;

0.79 × 2.5 = 1.975 м ≈ 2.0 м.

Результати обчислень оформляємо як таблиці.

Таблиця 3.1

Висота та закладення укосів греблі головного ставка

Позначка горизонту (м)	Висота греблі (м)	Закладення низового укосу (м)	Закладення верхового укосу (м)
5.79	8.7	14.5
2.5	3.29	4.9	8.2
2.79	4.2	7.0
1.79	2.7	4.5
0.79	1.2	2.0

Зображаємо укоси на карті по ізобатах відповідно до масштабу 1:10000 (див. дод. 1).

2.) Побудова плану греблі.

Для того, щоб побудувати план греблі нам необхідно знати: довжину греблі, ширину гребеня греблі, відстань від краю греблі до кожної ізобати. Довжину греблі ми міряємо на карті, і переводимо відповідно до масштабу в метри. Довжина нашої греблі становить 4.3 см на карті, що 430 м на місцевості, так як масштаб нашої карти 1:10000. Ширина гребеня греблі – 4 м. Тепер ми маємо виміряти відстань від краю греблі до кожної ізобати, та перевести у метри відповідно до масштабу. Результати вимірів оформляємо у вигляді таблиці.

Таблиця 3.2

Відстань між відмітками горизонту

Укіс	2.5	2.5
Мокрий
Сухий

Тепер ми маємо всі дані для побудови плану греблі.

Для початку, так як горизонтальний масштаб 1 : 3000, ми переводимо довжину нашої греблі - 430 м, в сантиметри відповідно до масштабу, і отримуємо 14.35 см. Потім ми переводимо ширину гребеня греблі з метрів на місцевості в сантиметри на плані відповідно до масштабу 1: 300: 4 м - на місцевості, 1.3 см - на плані. Тепер наносимо на план прямокутник із сторонами по горизонталі 14.35 см, а по вертикалі – 1.3 (дод. 7).

Потім ми наносимо ізобати, що проходять через греблю, знаючи відстань від краю греблі до кожної ізобати (табл. 3.2). Наносимо відповідно до масштабу 1:3000. (Див. дод. 7).

Тепер ми наносимо закладення укосів по кожній ізобаті мокрим і сухим укосами (табл. 3.1). Числа наносимо відповідно до вертикальногомасштабом 1:300 (див. дод. 7). Цим закінчується побудова плану греблі.

3). Побудова поздовжнього перерізу греблі.

Поздовжній переріз греблі будуємо по сухому укосу. Для того, щоб побудувати поздовжній перетин греблі в першу чергу необхідно заповнити таблицю (додаток 8).

Висоту греблі та позначку землі ми розраховували (див. табл. 3.1). Відмітка гребеня нашої греблі = 5.79 м. Залишилося розрахувати відстань між відмітками горизонту (використовуємо табл. 3.2):

а). Між 5.79 та 5: 80 м;

б). Між 5 та 4: 120 - 80 = 40 м;

в). Між 4 та 3: 170 - 120 = 50 м;

г). Між 3 і 2.5: 190 - 170 = 20 м;

д). Між 2.5 та 0: 245 – 190 = 55 м;

е). Між 0 та 0: 280 – 245 = 35 м;

ж). Між 0 та 2.5: 310 – 280 = 30 м;

з). Між 2.5 та 3: 340 - 310 = 30 м;

і). Між 3 та 4: 380 - 340 = 40 м;

к). Між 4 та 5: 410 - 380 = 30 м;

л). Між 5 та 5.79: 430 - 410 = 20 м.

Ширина кожного стовпа таблиці повинна відповідати відстані між ізобатами, переведеними в масштабі 1: 3000. Умовно відкладає пунктирною лінією проходять ізобати, і по них відкладаємо на плані відмітку землі. Між двома нульовими ізобатами, тобто. правим і лівим берегом річки ми позначаємо поглиблення висоти до -1, оскільки глибина русла річки орієнтовно 1 м. Потім ми з'єднуємо всі точки прямими лініями. (Див. дод. 8).

Після цього нам необхідно позначити на плані основу греблі. Основа заглиблюється на півметра нижче греблі, що відповідно до масштабу 1: 100 дорівнюватиме 0.5 см. За тими ж ізобатами відзначаємо точки на 0.5 см нижче попередніх, потім з'єднуємо їх тонкою пунктирною лінією (див. додаток 8).

Тепер необхідно позначити основу зуба греблі. За ізобатами будемо відзначати крапкивже на метр нижче за попередні. Від краю потрібно відступити 10 м, що в масштабі становитиме 0.3 см. для того, щоб гребля краще зміцнилася в землі. Після того, як з'єднали точки пунктирною лінією, відзначаємо НПУ ставка (див. дод. 8).

4). Побудова поперечного перерізу греблі.

Поперечний переріз греблі будується на місці її найбільшої висоти. Для того, щоб побудувати поперечний переріз греблі нам необхідно знати: ширину гребеня, висоту греблі, закладення укосів. Ми маємо всі дані.

І так для початку ми повинні позначити гребінь греблі 4 м і провести пунктиром умовний перпендикуляр, тобто висоту греблі 5.79 м, потім ми проводимо паралельні лінії і з'єднуємо в прямокутник. Від нижньої сторони прямокутника ми відкладаємо вліво - закладення мокрого укосу 14.5 м, а вправо - закладення сухого укосу 8.7 м. Потім з'єднуємо верхні кути прямокутника із закінченням ліній закладення укосів і отримуємо трапецію. Тепер на півметра нижче проводимо паралельну лінію, не доходячи по півметра до кожного краю, а потім з'єднуємо з краями закладення мокрого та сухого укосів, повинен утворитися кут 45°. Тепер позначаємо зуб греблі, який має заглиблюватися в землю на 1 метр, внизу ширина його дорівнює 1/3 гребеня греблі, зверху 2/3 гребеня греблі. Так як у нас масштаб один до 100 всі значення чисельно будуть рани, але на території ці значення в метрах, а на плані ми зображуємо в сантиметрах (прил.9).

---