А.В. Москаль, Ю.П. Соколов

А.В. Москаль

Ю.П. Соколов

 

 

ВОДНЫЕ ПУТИ И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

 

Санкт-Петербург

Рецензент:

Доктор технических наук, профессор

Санкт-Петербургского государственного университета –

Гапеев А.М.

 

А.В. Москаль, Ю.П. Соколов

Водные пути и гидротехнические сооружения: Методические указания по выполнению практических работ. - СПб.: СПГУВК, 2006. - 30 с.

 

Методические указания содержат рекомендации для выполнения практических работ и требования к их оформлению.

Предназначены для студентов II курса очно-заочной и заочной форм обучения, обучающихся по специальностям: 080502.65 “Экономика и управление на предприятии (водного транспорта)”, 080502.65 “Экономика и управление на предприятии (промышленности)”, 080507.65 “Менеджмент организации”, изучающих дисциплину «Водные пути и ГТС»

 

 

ã «Санкт-Петербургский государственный

университет водных коммуникаций», 2006

ã Москаль А.В., 2006

ã Соколов Ю.П., 2006

В В Е Д Е Н И Е

В методических указаниях приведен состав исходных данных, содержание и порядок выполнения практических работ по курсу ”Водные пути и гидротехнические сооружения”. Практические работы включают выполнение расчетно-графических работ. Исходные данные приведены в приложении 1 для указанных вариантов заданий. Номер варианта соответствует последней цифре шифра зачетной книжки студента.

Каждая практическая работа оформляется отдельно в виде пояснительной записки и должна содержать необходимые расчеты и графические материалы.

Текст записки может быть написан в тетради в клетку или на листах бумаги формата 210´297 мм. При выполнении расчетов выписываются все используемые формулы, приводится расшифровка использующихся в них символов с указанием размерности в системе СИ и даются необходимые пояснения.

Все чертежи и графики должны выполняться карандашом на миллиметровой бумаге форматов 210´297 или 420´297 мм с соблюдением требований ЕСКД, указанием названия, масштаба и всех необходимых размеров и обозначений.

 

Практическая работа № 1.

Определение стоимости разработки судоходной прорези

дноуглубительным снарядом. Расстановка навигационных

знаков на перекатном участке реки.

 

Цель работы: На перекате трассируется судоходная прорезь,

определяются объем дноуглубительных работ, общие

затраты на разработку прорези и себестоимость

извлечения земснарядом 1 м³ грунта. На плане пе-

реката производится расстановка береговых и пла-

вучих навигационных знаков.

Исходные данные:

1. План перекатного участка реки в изобатах.

2. Род грунта на перекате.

3. Габаритные размеры наибольшего расчетного судна:

осадка (, м), длина (, м) и ширина (, м).

4. Техническая производительность дноуглубительного снаряда (, м³/ч).

5. Технологический коэффициент () для переката.

6. Район работы дноуглубительного снаряда.

Значения исходных данных приведены в прил.1 для указанных вариантов задания. Номер варианта соответствует последней цифре шифра зачетной книжки студента.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Определение минимальных (гарантированных) габаритов

судового хода.

Под габаритами судового хода понимаются его глубина, ширина и радиус закругления. Значение гарантированной глубины судового хода на участке реки находится как сумма осадки расчетного судна и некоторого запаса под днищем , определяемого согласно ”Правилам плавания по внутренним водным путям РФ”:

, м (1)

где - = 0,10 - 0,20 м при < 1,5 м

= 0,15 - 0,25 м при = 1,5 - 3,0 м

= 0,20 - 0,30 м при > 3,0 м

Полученное значение гарантированной глубины судового хода округляется с точностью до 5 см.

Гарантированная ширина судового хода при двухстороннем движении на прямолинейных участках реки определяется по формуле:

, м (2)

где и - ширина ходовой полосы расчетного судна (состава)

соответственно низового и верхового направления;-

- запас ширины судового хода между судами (составами)

и кромками судового хода;

- запас ширины судового хода между встречными судами

(составами).

В практической работе значение определяется по упрощенной формуле, учитывающей запасы ширины судового хода при помощи коэффициента:

, м (3)

где - ширина расчетного судна (состава).

Полученное значение гарантированной ширины судового хода округляется с точностью до 5 м.

Минимальный радиус кривизны судового хода определяется из условия:

, м (4)

где - длина расчетного судна (состава).

Полученное значение минимального радиуса кривизны судового хода округляется с точностью до 10 м.

 

2. Трассирование судоходной прорези.

На плане участка реки (калькируется студентом из приложения 2) наводится проектная изобата, соответствующая минимальной гарантированной глубине судового хода. Затем по линии наибольших глубин намечается ось судового хода. При проложении судового хода на участках поворота русла необходимо принимать радиус кривизны . Если на перекате не выдерживаются гарантированные габариты судового хода, то необходимо затрассировать судоходную прорезь и выбрать место для отвала грунта (рис.1).

При этом судоходная прорезь должна отвечать следующим требованиям:

- иметь установленные габариты судового хода;

- быть удобной и безопасной для судоходства;

- иметь наименьший возможный объем выемки грунта;

- иметь малый объем заносимости (быть устойчивой);

- способствовать (вместе с отвалом грунта) общему улучшению

состояния переката.

Первоначальное направление судоходной прорези намечается по линии наибольших глубин. Ширина прорези принимается равной минимальной гарантированной ширине судового хода , а кромки прорези проводятся параллельно друг другу до пересечения с проектной изобатой. Радиусы кривизны судового хода на входе и выходе из прорези не должны быть меньше . Если это условие не соблюдается, то прорезь трассируется по более пологому направлению. Для удобства и безопасности плавания судоходные прорези обычно делают прямыми.

 

С целью увеличения радиусов кривизны судового хода иногда производится уширение концевых участков прорези путем излома одной из ее кромок.

Для разработки судоходной прорези выбирается тип земснаряда. Перекаты, сложенные несвязными грунтами (песок, супесь, песчано-гравелистый грунт), разрабатываются преимущественно землесосами с плавучим грунтопроводом (рефулером). При этом отвал грунта рекомендуется укладывать на верхний побочень или примыкать к одному из побочней.

Отвал грунта размещается вдоль прорези, его длина принимается равной длине прорези. Расстояние от оси отвала грунта до оси судоходной прорези не должно превышать 2/3 длины рефулера (т.к. плавучий грунтопровод изгибается под действием течения). В практической работе предполагается, что прорезь на перекате с несвязным грунтом разрабатывается траншейным землесосом с рефулером длиной 300 метров.

Прорези на перекатах с тяжелыми и связными грунтами (глины, суглинки) разрабатываются многочерпаковыми снарядами. В этом случае грунт удаляется в отвал при помощи грунтоотвозных шаланд. Место для шаландового отвала грунта выбирается ниже судоходной прорези в стороне от судового хода, где глубины достаточны для разгрузки шаланд (2 метра и более).

 

3. Определение объема дноуглубительных работ.

Объем грунта, извлекаемого при разработке судоходной прорези, может быть приближенно подсчитан по продольным профилям дна, которые строятся по оси и кромкам прорези (рис.2). Площадь подлежащего удалению грунта на каждом профиле определяется как сумма элементарных геометрических фигур.

Полезный объем извлекаемого грунта (до проектного дна) будет равен:

 

Рис. 2.

, м³ (5)

где - площади удаляемого грунта на правой кромке, на оси и на левой

кромке прорези;

- ширина прорези, принимаемая равной .

Объем грунта, извлекаемого земснарядом вследствие неровности выработки, подсчитывается по формуле:

, м³ (6)

где - площадь прорези;

- длина прорези;

- запас на неровность выработки.

 

Запас на неровность выработки принимается согласно ”Технической инструкции по производству дноуглубительных работ” и зависит от рода грунта, типа земснаряда, способа его работы (перемещения по прорези) и других факторов. Землесосы при работе на прорези перемещаются преимущественно траншейным способом, а многочерпаковые снаряды - папильонажным.

В практической работе запас на неровность выработки определяется следующим образом:

- для землесосов =0,6 м;

- для многочерпаковых снарядов c производительностью:

250 м³/ч =0,1 м;

250 м³/ч =0,2 м;

Полный объем грунта, извлекаемого из судоходной прорези, определяется как сумма полезного объема и объема переуглубления:

, м³ (7)

Полученное значение полного объема грунта округляется с точностью до 100 м³.

 

4. Определение времени разработки судоходной прорези.

Валовое (общее) время работы земснаряда на перекате определяется как:

, ч (8)

где - технологическое время, представляющее собой сум-

му рабочего времени (в течение которого земснаряд

извлекает и удаляет грунт), времени всех произ-

водственных остановок (установка земснаряда на

месте работы, сборка каравана для следования на

другой объект работы, перекладки станового и бо-

ковых якорей и т.д.) и части периодических оста-

новок (осмотр, смазка и мелкий профилактический

ремонт механизмов, очистка грунтовых путей, про-

пуск судов и плотов);

- дополнительное время на буксировки, простои при

заборе топлива, крупный профилактический ремонт и

случайные остановки (простои по метеоусловиям или

при оказании помощи судам, терпящим аварию). При

выполнении практической работы принимается

равным 10% от технологического времени .

Технологическое время определяется по формуле:

, ч (9)

где - технологический коэффициент, задаваемый для каждого

объекта работ (переката) в зависимости от конкретных

условий работы земснаряда (рода грунта, дальности его

удаления, толщины снимаемого слоя и т.д.);

- техническая производительность земснаряда.

 

5. Определение стоимости разработки судоходной прорези.

Полная стоимость разработки земснарядом дноуглубительной прорези определяется по следующей формуле:

, руб. (10)

где - суточная стоимость содержания дноуглубительного снаряда,

принимаемая по табл.1 в зависимости от района работы;

- валовое время работы земснаряда в сутках.

 

Таблица 1.

 

Тип земснаряда	Q ,	Стоимость суточного содержания земснаряда (тыс. руб./сут.)
	м /ч	Северный район	Южный район
Землесосы		33.7 41.3 52.8 73.9	23.5 30.1 35.6 61.4
Многочерпаковые снаряды		35.8 51.2 85.5	29.3 34.1 70.5

 

Себестоимость извлечения 1 м³ грунта дноуглубительным снарядом находится делением стоимости разработки судоходной прорези на полный объем выемки грунта:

, руб/м³ (11)

6. Расстановка навигационных знаков.

На плане перекатного участка реки показывается схема расстановки береговых и плавучих навигационных знаков. Судовой ход должен обозначаться береговыми и плавучими знаками, четко указывающими границы и ось судового хода. Основными навигационными знаками на реках являются береговые (створные, перевальные, ходовые и др.), т.к. они действуют более надежно, чем плавучие. Однако судовой ход может быть огражден одними плавучими знаками на участках, где его положение относительно берегов не позволяет применять береговые знаки.

Навигационное оборудование плесовых участков реки состоит главным образом из береговых знаков. Плавучие знаки устанавливают только у отдельных препятствий (камни-одинцы, осередки, шалыги и др.), если они находятся вблизи кромок судового хода. На перекатных участках в дополнение к береговым знакам устанавливаются плавучие знаки для более точного указания кромок судового хода. При этом количество плавучих знаков определяется в зависимости от длины корыта переката. На перекатах, длина корыта которых не превышает двойной ширины судового хода, допустима установка только двух буев: верхнего - у верхнего побочня, нижнего - у нижнего побочня. Перекаты, длина корыта которых больше двойной ширины судового хода, обставляются преимущественно тремя-четырьмя буями: одним-двумя на входе и двумя на выходе. При этом рекомендуется ставить знаки с некоторой сдвижкой, а не друг напротив друга. В случае большой длины судоходной прорези (800-1000 м), количество плавучих навигационных знаков на перекате увеличивается.

При расстановке береговых навигационных знаков руководствуются следующими соображениями. Если берега отмелые и судовой ход проходит в средней части русла, то он может быть обозначен последовательно устанавливаемыми створами. Судовой ход, переходящий (переваливающий) от одного приглубого берега к другому приглубому берегу, обозначается перевальными или створно-перевальными знаками, установленными по обоим концам перевала. Судовой ход, расположенный вдоль приглубого (ходового) берега, при его значительной протяженности обозначается ходовыми знаками, причем на обоих концах ходового берега обязательно устанавливаются перевальные или створно-перевальные знаки. При небольшой длине и малой кривизне ходового берега ограничиваются установкой только перевальных или створно-перевальных знаков, а ходовых знаков не устанавливают.

Если створы последовательно закрепляют ось судового хода на нескольких следующих друг за другом прямолинейных участках, то необходимо так выбирать места расстановки створных знаков, чтобы оси смежных створов пересекались в пределах судового хода. На криволинейных участках пути допускается пересечение осей створов за пределами судового хода с установкой в этом случае створа-тройника, один из знаков которого является общим для обоих створов. Створы-тройники разрешается устанавливать только на приглубых берегах.

На рис.1 приводится план переката с нанесенной на нем судоходной прорезью, отвалом грунта и навигационными знаками.

Ось судового хода на перекате обозначена линейным створом 1, передний знак которого является створно-перевальным и показывает положение судового хода в нижней плесовой лощине. Перевальный знак 2 обозначает судовой ход в верхней плесовой лощине. Кромки судового хода на перекате дополнительно обставлены четырьмя буями 3, которые дублируются плавучими вехами 4.

Практическая работа № 2.

Определение основных размеров шлюза в судоходном канале,

его пропускной способности и навигационной потребности

канала в воде.

 

Цель работы: Установить основные размеры однокамерного судоходного

шлюза с головной системой питания, определить ориентиро-

вочную стоимость его строительства, а также судопро-

пускную способность шлюза. Определить навигационную

потребность канала в воде с учетом возмещения потерь воды

на испарение, фильтрацию в грунт, в уплотнениях ворот и

затворов нижней головы шлюза. Установить необходимую

мощность насосных станций и определить ориентировочные

затраты на электроэнергию.

Исходные данные:

1. Габаритные размеры наибольшего расчетного судна

осадка (, м), длина (, м) и ширина (, м).

2. Число судов в камере шлюза: по длине (n) и по ширине (n ).

3. Напор воды на камеру шлюза (, м).

4. Длительность навигации (, сут.).

5. Количество гидроузлов канала, имеющих в своем составе насосные

станции ().

6. Коэффициент использования сливной призмы ().

7. Производительность насосной станции (, м³/с).

 

Значения исходных данных приведены в прил.1 для указанных вариантов задания. Номер варианта соответствует последней цифре шифра зачетной книжки студента.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Общее устройство шлюза и его работа.

Судоходные шлюзы предназначены для преодоления судами разницы уровней (напора) на гидроузле при переходе из одного бьефа в другой.

Основными конструктивными частями судоходного шлюза являются: верхняя и нижняя головы; расположенная между ними камера; верхний и нижний подходные каналы, примыкающие к соответствующим головам шлюза (рис.3).

Головы шлюза поддерживают разность уровней воды между бьефами и камерой при ее наполнении и опорожнении. На них размещается оборудование, предназначенное для осуществления процесса шлюзования. В камере шлюза, ограниченной с боков стенами, находятся суда при их шлюзовании. На стенах камеры размещаются причальные устройства в виде тумб, а по высоте плавучие рымы, за которые швартуются суда. Подходные каналы, примыкающие к головам шлюза, имеют размеры, обеспечивающие расхождение судов при входе в камеру и выходе их нее, а также безопасные условия стоянки судов, ожидающих шлюзования у причальных стенок. Для обеспечения плавного входа судов в отверстия голов шлюза устраиваются направляющие палы, которые имеют в плане вид криволинейных стен.

Отверстие между стенами верхней и нижней голов шлюза закрываются рабочими воротами, которые обеспечивают вход и выход судов из камеры шлюза.

Шлюз оборудован механизмами для открытия и закрытия ворот, а также затворов водопропускных галерей, служащих для наполнения и опорожнения камеры шлюза; причальными устройствами для швартовки судов; предохранительными устройствами для защиты ворот от навалов судов и другими приспособлениями. Для изоляции шлюза и отдельных его частей от воды верхнего и нижнего бьефов на случай осмотра и ремонта

перед головами шлюза предусмотрены ремонтные ворота. На верхних головах устраивают аврийно-ремонтные или аварийные ворота, которые могут перекрывать судоходное отверстие при возникновении на шлюзе аварийных ситуаций.

Процесс пропуска судов из одного бьефа в другой состоит из отдельных операций, совершаемых непосредственно шлюзом и судном, и может осуществляться в одностороннем (при наличии судов только одного направления) или двустороннем порядке. Так для пропуска судов из нижнего бьефа в верхний при одностороннем движении судов необходимо подготовить шлюз: в камере должен быть уровень нижнего бьефа, открыты ворота нижней головы и подан разрешающий сигнал светофора на вход судов из нижнего подходного канала в камеру шлюза. После входа судов в камеру нижние ворота закрываются, суда швартуются к причальным устройствам, после чего камера шлюза заполняется водой. По мере наполнения камеры вместе с уровнем воды поднимаются и суда. Когда уровень в камере сравняется с уровнем верхнего бьефа, ворота верхней головы открываются, на судах отдаются швартовые, и по разрешающему сигналу светофора они выходят из камеры шлюза в верхний подходной канал.

Шлюзование судов из верхнего бьефа в нижний производится в обратной последовательности.

Шлюзы должны иметь габариты, отвечающие размерам наибольших расчетных судов и составов, проходящих через них в течение определенного перспективного периода времени. Типы и размеры расчетных судов и составов устанавливаются для данного класса водного пути на основании технико-экономических расчетов.

 

2. Определение основных размеров судоходного шлюза

Основными габаритами шлюза являются полезные размеры камеры: ее длина, ширина и глубина на порогах верхней и нижней головы.

Полезная длина камеры при одинаковой длине судов, одновременно шлюзуемых определяется по формуле:

, м (12)

где - длина расчетного судна, м;

- число одновременно шлюзуемых судов;

- запас по длине в каждом конце камеры

шлюза и между судами, м.

Полезная ширина камеры определяется по формуле

, м (13)

где - ширина расчетного судна, м;

- число одновременно шлюзуемых судов;

- запас по ширине, принимаемый

= 0,2 м при 10 м

= 0,4 м при 18 м

= 0,75 м при 30 м

= 1,0 м при > 30 м

Глубина на порогах шлюза должна приниматься

, м (14)

где - осадка расчетного судна.

Полученные значения , и следует округлять в сторону увеличения до ближайших размеров, приведенных в табл.2. Принятые основные размеры шлюза используются в дальнейших расчетах.

 

3. Определение примерной стоимости строительства шлюза.

Ориентировочная стоимость строительства судоходного шлюза определяется по объему ”приведенного бетона”.

Объем ”приведенного бетона” приближенно вычисляется по формуле (15):

Таблица 2.

Отношение полезной ширины камеры шлюза к полезной длине, м
Глубина на порогах шлюза, м	6,0 5,5 5,0 -	6,0 5,5 5,0 -	6,0 5,5 5,0 -	5,5 5,0 4,5 4,0	5,5 5,0 4,5 4,0	5,5 5,0 4,5 4,0	4,0 3,5 3,0 -	3,0 2,5 2,0 -	3,0 2,5 2,0 1,5	3,0 2,5 2,0 1,5	2,0 1,5 1,0 -

 

, м³ (15)

Полная стоимость судоходного шлюза приближенно может определена по выражению:

, млн.руб (16)

где =2,1 - коэффициент, учитывающий затраты по строительству

объектов вспомогательного назначения и прочие расходы;

- стоимость 1 м бетона, принимаемая равной 2500 руб.

 

4. Расчет судопропускной способности шлюза.

Судопропускной способностью шлюза называют минимально возможное количество расчетных судов, пропускаемых за единицу времени (сутки, месяц, навигация). При выполнении контрольной работы считается, что за одно шлюзование пропускается одно расчетное судно.

Расчетное число шлюзований (расчетных судов) в сутки определяется по формуле:

, (17)

где - коэффициент неравномерности движения судов прямого

направления по времени, принимаемый в пределах 1,2-1,3;

- коэффициент неравномерности движения судов обратного

направления по времени, принимаемый в пределах 1,1-1,2;

- коэффициент неравномерности движения судов в прямом и

обратном направлениях, принимается равным 0,8-1,0;

и - время шлюзования, соответственно при одностороннем и

и двустороннем движении судов в секундах.

Время цикла одностороннего шлюзования определяется продолжительностью следующих операций: ввод судна в шлюз (), учалка судов (), закрытие ворот (), наполнение или опорожнение камеры (), открытие ворот (), вывод судов из шлюза (), закрытие ворот (), опорожнение или наполнение камеры (), открытие ворот (). При этом время, затрачиваемое на пропуск одного расчетного судна (время одностороннего шлюзования), находится по следующему выражению:

= 2 + 4 + + + , с (18)

Время цикла двустороннего шлюзования определяется продолжительностью следующих операций: ввод судов в шлюз, учалка судов, закрытие ворот, наполнение или опорожнение камеры, открытие ворот, вывод судов из шлюза, ввод судов в шлюз, учалка судов, закрытие ворот, наполнение или опорожнение камеры, открытие ворот, вывод судов из шлюза. Время, затрачиваемое на пропуск одного расчетного судна при двустороннем движении судов через шлюз (время двустороннего шлюзования), находится по следующему выражению:

=0,5(2 + 4 + 2 + 2 + 2 ), с (19)

Время открытия или закрытия ворот принимается в пределах от 120 до 180 с, а время на учалку судов - 120 с. Время наполнения или опорожнения камеры определяется по приближенной формуле

, с (20)

где - коэффициент, принимаемый равным 0,27.

Время ввода судов в шлюз и вывода из него определяется в зависимости от скорости и пути их движения:

, с (21)

, с (22)

Средняя скорость движения судов при выполнении контрольной работы принимается: при входе =1,0 м/с и при выходе =1,4 м/с.

Длину пути входа (выхода) расчетного судна, ожидающего шлюзования у причала, допускается принимать равной:

при одностороннем движении судов в каждом из направлений

, м (23)

при двустороннем движении судов

, м (24)

где - коэффициент принимаемый равным при входе 0,4, а при

выходе 0,1;

- коэффициент принимаемый равным 0,4;

- длина расчетного судна.

Технически возможная судопропускная способность шлюза за навигацию определяется умножением расчетного числа шлюзований в сутки на длительность навигации

, (25)

Действительная судопропускная способность шлюза определяется с учетом неравномерности подхода судов к шлюзу, использования работы шлюза по времени и по площади зеркала камеры

, (26)

где - коэффициент неравномерности подхода судов к шлюзу:

= (0,85...0,95) - коэффициент использования площади зеркала

камеры шлюза;

- коэффициент использования шлюза по времени:

Время работы шлюза принимается равным 23 часам (с учетом работ по профилактике).

 

5. Расчет расходов на электроэнергию для работы насосных

станций двусклонного судоходного канала.

5.1. Определение навигационной потребности канала в воде.

Питание водой судоходного канала должно обеспечивать поддержание гарантированных глубин на трассе канала и восполнять расходы воды на шлюзование и потери. Оно может быть естественным (на открытых и односклонных каналах) и искусственным (самотечным, когда на водоразделе создается водохранилище, или механическим). В данной практической работе предполагается, что производится механическое питание канала путем подачи воды в водораздельный бьеф насосными станциями.

Водный баланс водораздельного судоходного канала складывается из расходов на потребление (шлюзование и потери воды на фильтрацию, испарение и утечку через неплотности в сооружениях) и расхода притока (обеспечиваемого в нашем случае при помощи насосных станций). Для бесперебойной работы судоходного канала необходимо, чтобы в течение всей навигации расход притока для каждого из бьефов канала был больше или равен суммарному расходу потребления. Исходя их этого, общий объем воды, подаваемый насосными станциями в водораздельный бьеф за период навигации для питания двусклонного канала, будет определяться следующим выражением:

, м³ (27)

где - общий объем воды, перекачиваемый насосными станциями

для питания канала;

- объем воды, расходуемый на шлюзование (для двусклонного

канала удваивается);

- потери воды вследствие утечек в уплотнениях ворот и затворов

нижней головы шлюза (для двусклонного канала

удваивается);

- потери воды на фильтрацию в грунт;

- объем испарившейся с поверхности канала воды.

При выполнении практической работы объем потерь принимается равным 5% от общего объема воды, расходуемой на шлюзование, и формула (27) принимает вид:

, м³ (28)

Объем воды на шлюзование зависит от плановых размеров камеры шлюза, напора на гидроузле, количества шлюзований за навигацию и организации судопропуска.

При одинаковой судопропускной способности шлюзов больше воды потребуется тому шлюзу, у которого больше число односторонних шлюзований (когда на одно шлюзование расходуется одна сливная призма), поэтому для экономии воды стремятся увеличить долю двусторонних шлюзований (одна сливная призма расходуется на два шлюзования). Расчетный объем воды, расходуемый за навигацию на шлюзование, определяется по выражению:

, м³ (29)

где - суточное количество шлюзований;

- длительность навигации;

- объем сливной призмы

V_СЛ = В_К L_К H_ШЛ, м³ (30)

и L_К - соответственно ширина и длина камеры шлюза;

- напор на гидроузле (на камеру шлюза);

- коэффициент использования сливной призмы, изменяющийся

в пределах от 1 (в случае односторонних шлюзований) до 2

(при -двусторонних шлюзованиях) и определяемый выражением:

(31)

где - количество сливных призм, использованное на

шлюзований.

Значение коэффициента использования сливной призмы приводится в исходных данных (прил.1).

 

5.2. Определение времени работы насосных станций.

Время работы насосных станций, перекачивающих необходимый для питания двускатного судоходного канала объем воды, вычисляется по формуле:

, ч (32)

где - производительность насосной станции.

 

5.3. Определение мощности насосных станций.

На двускатном судоходном канале насосные станции включаются в состав сооружений гидроузлов только одного из его склонов (как правило там, где высота подъема воды до отметки водораздельного бьефа оказывается меньше). Для определения полной высоты подъема воды необходимо знать величину напора на гидроузлах этого склона канала (в данной практической работе ) и их количество (). С целью унификации оборудования обычно стремятся обеспечить одинаковый расход насосных станций и напор на гидроузлах судоходного канала. Необходимая мощность насосных станций определяется по формуле:

, кВт (33)

где - плотность чистой воды ( =1000 кг/м³);

- полная высота подъема воды насосными станциями до

отметки водораздельного бьефа;

- коэффициент полезного действия насосной станции,

равный 0,8.

 

5.4. Определение расходов на электроэнергию.

Расходы на электроэнергию для работы насосных станций судоходного канала находятся по формуле:

, руб (34)

где - стоимость электроэнергии (1,2 руб/кВт-час).

Приложение 1

Варианты исходных данных для выполнения контрольных работ

Исходные данные	Обозна-чение	Единица измерений	В а р и а н т ы з а д а н и й
Род грунта на перекате	-	-	гравий с глиной	песок круп-ный	суглинок полу-твердый	песок мел-кий	суглинок твердый	песок средний	глина полу-твердая	супесь плотная	глина плас-тичная	супесь сред-ней плот-ности
Размеры расчетного судна: осадка длина ширина		м м м	1,5	2,25 86,5 16,5	1,5 10,5	2,85 13,4	1,45 9,5	3,5 16,5	3,5 16,5	3,35 13,2	3,0 11,6	3,5 16,5
Техническая производительность земснаряда		м3/ч
Технологич. коэффициент для переката		-	0,75	0,79	0,55	0,80	0,54	0,81	0,61	0,70	0,56	0,65
Район работы земснаряда	-	-	сев.	южн.	сев.	южн.	сев.	южн.	сев.	южн.	сев.	южн.

 

Продолжение приложения 1

Исходные данные	Обозна-чение	Единица измерений	В а р и а н т ы з а д а н и й
Напор воды на камеру шлюза		м
Число судов в камере шлюза: по длине по ширине	n n	ед. ед.
Длительность навигации		сут.
Коэффициент использования сливной призмы		-	1,56	1,61	1,70	1,65	1,66	1,68	1,71	1,59	1,62	1,64
Количество гидроузлов с насосными станциями		ед.
Производительность насосной станции		м3/с

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3:

Таблица вариантов и исходные данные для выполнения задания №2

Варианты задания	Размеры расчётного судна	Грузоподъёмность Р, т.	Число судов в камере шлюза	Напор воды на камеру , м.	Период навигации , сут.	Длина Канала L, км.	Грунт ложа канала	Допол- нитель- ный расход воды ,
Длина , м.	Ширина , м.	Осадка S, м.	По дли- не n	По ширине
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	114,0	13,23	3,35							Глина
	86,40	11,60	2,25							Гравий
	140,0	16,75	3,50							Суглинок
	256,6	16,75	3,50							Песок
	93,20	13,40	2,85							Суглинок
	65,20	10,36	1,50							Супесь
	114,0	13,23	3,35							Гравий
	86,40	11,60	2,25							Гравий
	140,0	16,75	3,50							Супесь
	65,20	10,36	1,50							Песок

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Гладков Г.Л., Журавлев М.В., Селезнев В.М., Гапеев А.М., Колосов

М.А. Водные пути и гидротехнические сооружения. Учебное пособие.

СПб.: СПГУВК, 2001. 329 с.

2. Дегтярев В.В., Селезнев В.М., Фролов Р.Д. Водные пути. Учебник. М.:

Транспорт, 1980. 328 с.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................. 3

 

Практическая работа № 1. Определение стоимости разработки

судоходной прорези дноуглубительным снарядом. Расстановка

навигационных знаков на перекатном участке реки................................ 4

 

Практическая работа № 2. Определение основных размеров

шлюза в судоходном канале, его пропускной способности и

навигационной потребности канала в воде............................................. 15

 

Библиографический список...................................................................... 30

Приложения………………………………………………………………….

 

 

Москаль Андрей Витальевич

Соколов Юрий Павлович