Выбор трассы прорезей, обоснование их положения и способов разработки

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Водные пути, путевые работы и технический флот»

Улучшение судоходных условий затруднительного участка реки

с учётом экологических последствий

Новосибирск 2008

СОДЕРЖАНИЕ

1 ВЫБОР ТРАССЫ ПРОРЕЗЕЙ, ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПОЛОЖЕНИЯ И СПОСОБОВ РАЗРАБОТКИ................................................................................. 3

1.1АНАЛИЗ РУСЛОВЫХ ПЕРЕФОРМИРОВАНИЙ ЗАТРУДНИТЕЛЬНОГО УЧАСТКА РЕКИ…..… 3

1.2 ТРАССИРОВАНИЕ СУДОХОДНЫХ ПРОРЕЗЕЙ И ВЫБОР ТИПОВ ЗЕМСНАРЯДОВ ДЛЯ ИХ РАЗРАБОТКИ……………………………………………………………………………………… 3

1.3 ПодсчЁт объЁмов дноуглубительных работ.................................................. 6

1.4 Определение длительности подготовительного периода.......................... 8

1.5 Определение уровня окончания разработки переката и соответствующей ему даты 9

1.6 РАСЧЁТ ГАБАРИТНЫХ РАЗМЕРОВ ВЫПРАВИТЕЛЬНОЙ ТРАССЫ……………………….….. 9

1.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ УРОВНЕЙ И РАСХОДОВ ВОДЫ………………………….… 10

2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ................................................................. 11

2.1 РасчЁт плана течений по методу М.А. Великанова.................................... 11

2.2 РасчЁт прорези на заносимость. Качественная и количественная оценки устойчивости прорези от заносимости наносами........................................... 13

2.3 РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ПОЛУЗАПРУДЫ………………………………….... 15

2.4 РасчЁт понижения уровня воды в результате разработки прорези. …………16

3 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ................................................. 19

3.1 Определение рабочего режима и расчётной производительности землесосного снаряда.................................................................................................................. 19

3.2 СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ ЗЕМЛЕСОСА …………………………….24

3.3 РАСЧЁТ ОБЪЁМОВ ВЫПРАВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ…………………………………………… 25

4 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ……………………………………….………27

4.1 ОЦЕНКА ВРЕМЕННОГО ПОВЫШЕНИЯ МУТНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ…………………………………………………………….……... 27

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ ОБРАЗОВАНИЯ ПОДСЛАНЕВЫХ ВОД И ТВЁРДЫХ ОТХОДОВ.... 29

4.3 Расчет ущерба рыбному хозяйству

5 Навигационное оборудование на участке

ЛИТЕРАТУРА

 

ВЫБОР ТРАССЫ ПРОРЕЗЕЙ, ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПОЛОЖЕНИЯ И СПОСОБОВ РАЗРАБОТКИ

Анализ русловых переформирований затруднительного участка реки

 

В соответствии с планом последнего года производится общее описание затруднительного участка. В этом описании указывается вид речного русла и тип руслового процесса, количество и типы перекатов, особенности и размеры, а также высотные отметки их морфологических элементов, глубины плёсовых лощин и перекатов, ширина русла в их пределах, состояние судоходных условий.

Для выполнения анализа русловых переформирований производится совмещение планов затруднительного участка на кальке. Планы совмещаются по одноименным реперам. На этом плане отображаются только бровки берегов и островов, а также нулевые и проектные изобаты. При этом линии берегов, островов и изобаты предыдущего года проводятся черной тушью, а последующего – красной. По совмещённым планам определяются зоны намыва и размыва, их площади, устанавливается общая направленность и причины переформирований русла. Зоны намыва затушёвываются в коричневый цвет, а размыва - в синий. Итоги анализа вместе с калькой включаются в виде рисунков в пояснительную записку и нумеруются.

 

Трассирование судоходных прорезей и выбор типов земснарядов для их разработки

 

На плане участка последнего года съёмки сучётом выполненного анализа русловых деформаций, а также типа перекатов и выбранного судоходного рукава в разветвлённом русле, прокладывается судовой ход, трассируются судоходные прорези по перекатам, которые пересекает проложенный судовой ход, а также определяются и отмечаются места отвалов грунта, подлежащего извлечению. При проектировании прорезей необходимо руководствоваться заданными габаритными размерами судового хода (ширина, глубина и радиус закругления судового хода) и указаниями, касающимися прокладки трасс судоходных прорезей.

Перекат-перевал. Прорезь на перекате-перевале трассируется по линии наибольших глубин; отвалы в русле с побочневым типом руслового процесса располагаются на верхнем побочне.

Перекат с затонской частью. Коренное улучшение перекатов с затонской частью достигается с помощью капитальных прорезей, прокладываемых через нижний побочень.

Перекат на повороте русла. Чтобы увеличить радиус кривизны, прорезь приходится располагать вблизи выпуклого берега и, кроме того, производить подрезку примыкающего к этому берегу нижнего побочня переката. Поток способен за относительно короткое время (один-два месяца) восстановить естественную форму побочня. Поэтому такие подрезки обычно требуют повторных разработок.

Перекат у приверха острова. Трассировать прорезь у островного берега нельзя по условиям судоходства. При заходе в такую прорезь сверху составы, особенно плотовые, могут попадать под действие течения, идущего в несудоходный рукав. Потому прорези на таких участках трассируются под материковым берегом. Отвал стремятся расположить между прорезью и этим берегом.

Перекат у ухвостья острова. Чтобы ослабить заносимость прорези, стремятся трассировать её полого, ближе к материковому берегу. Прорези крутого положения могут быть устойчивы лишь в том случае, когда несудоходный рукав пропускает малые расходы воды.

В пояснительной записке кратко обосновывается положение прорезей и мест отвалов грунта.

Песчаный грунт подстилает русло в неразветвленной части, глинистый – в судоходном рукаве разветвления русла.

На реках с песчаными грунтами дноуглубительные работы ведутся землесосными снарядами, и отвалы грунта образуют валы, расположенные на расстояниях от прорезей, определяемых длинами рефулёров. Вследствие изгиба рефулёра на течении расстояние от оси прорези до оси отвала составляет от 1/2 до 2/3 длины рефулёра. При длинах рефулёров у крупных землесосов от 400 до 500 м это расстояние оказывается равным 200–300 м. На больших реках такое расстояние часто бывает недостаточным для того, чтобы примкнуть отвал к берегу, и тогда он приобретает характер искусственно созданного осерёдка. Если отвал нельзя примкнуть к берегу, он обычно укладывается за верховую кромку прорези на верхний побочень. Систематическая укладка грунта на верхний побочень повышает поверхность побочня и замедляет движение побочня вниз по течению. Нижний побочень смещается вниз с более или менее постоянной скоростью, и в результате создается возможность трассировать прорезь по более пологому направлению, улучшая тем самым условия движения судов.

Грунт, извлекаемый землесосами из капитальных прорезей, используется или для заложения ёмкости старого судового хода, или для создания выправительных сооружений длительного действия. Для достижения последней цели поверхность отвалов должна укрепляться.

Шаландовые отвалы грунта, извлекаемого многочерпаковыми снарядами в меженный период, можно располагать только в глубоких местах русла. Зато расстояние между отвалом и прорезью можно менять достаточно широко. Поэтому грунт, извлечённый на одном перекате, иногда используется для улучшения другого смежного переката. Шаландовые отвалы стремятся располагать во второстепенных рукавах или при выполнении капитальной прорези – в ёмкостях старого судового хода. Устраивать отвал в затонской части переката не рекомендуется, так как она часто служит местом нагула рыб.

Если прорезь будет выполняться многочерпаковым снарядом, устанавливаются продольные створы на правой и левой кромках прорези и поперечные створы, обозначающие начало и конец работ, и контрольные – через 100–150 м, в зависимости от длины прорези, для определения местонахождения снаряда в процессе работы.

При разработке прорези землесосом на плане наносятся продольные створы, обозначающие кромки прорези и оси продольных траншей. Поперечными створами обозначаются границы серий, длины которых принимаются от 100 до 200 м, начало и конец работы землесоса.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

 

2.1 Расчёт плана течений по методу М.А. Великанова

 

Расчёт и построение плана течений выполняется в последовательности приведенной ниже.

1. На плане переката последнего года намечаются поперечные сечения, располагаемые по возможности нормально течению: на подходе к перекату, в наиболее глубокой части верхней плёсовой лощины, на выходе из переката, в нижней плесовой лощине, в начале и конце прорези и 3 – 5 сечений в её пределах с учётом изменения рельефа дна.

2. По каждому из выполненных сечений строятся поперечные профили с учётом наличия прорези и отвала грунта, наносится расчётный уровень воды превышающий проектный на величину срезки. При пересечении поперечником оси отвала грунта его профиль строится с учётом площади прорези S _пр на данном поперечнике, принимая процент уноса равным 30 – 40% (т.е. S _отв = (0,6 – 0,7) S _пр), при этом ширина гребня отвала принимается равной 4 – 5 м, а значит, высоту отвала можно вычислить по уравнению 6 h ² + 4 h – S _отв = 0.

3. По кривой расходов Q = f(H) определяется расчетный расход воды Q _р, соответствующий расчетному уровню Н _р.

4. Расход воды в сечении выражаем равенством

(2.1)

где Q _р – расчётный расход, определяемый по расчётному уровню воды с помощью кривой расхода Q = f(H), м³/с;

J – продольный уклон свободной поверхности воды;

n – коэффициент шероховатости;

T _cр – средняя глубина реки между расчетными вертикалями, м;

В – ширина реки, м.

Обозначаем , интегрирование заменяем суммированием по участкам элементарной величины

(2.2)

а частный расход каждого участка

(2.3)

5. Поперечный профиль с нанесённой на него прорезью и отвалом разбивается на ряд участков по ширине с учётом рельефа дна (в точках перелома поперечного профиля), после чего определяется

- ширина каждого участка ;

- его средняя глубина Т _ср, равная площади участка, делённой на ширину;

- значение .

Все значения суммируются, и определяется величина

(2.4)

После этого определяется по каждому участку (формула 2.3), а затем – . В конце последней строки записанное значение должно быть равно Q _р или максимально близко к нему по значению.

6. По полученным в таблице, расположенной ниже поперечного профиля, значениям над поперечным профилем строится интегральная кривая расходов. Для этого на вертикальной оси откладывается в определенном масштабе Q _р.

7. Задавшись числом равнорасходных струй m = 6 ÷ 8, разобьём на это число значение расхода Q _р и снесём границы струй сначала по горизонтали на интегральную кривую расхода, а с неё по вертикалям – на расчётный и проектный уровни воды. Точки пересечения вертикалей с проектным уровнем дают границы струй. Эти точки переносятся на соответствующий поперечник на плане. Такие расчёты и графические построения повторяются для всех поперечников.

8. Полученные на плане точки, соответствующие границам струй, соединяются плавными линиями, все струи затушёвываются в разные цвета, а струи, попадающие в прорезь, выделяются по границам красным цветом.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Водные пути, путевые работы и технический флот»

Улучшение судоходных условий затруднительного участка реки

с учётом экологических последствий

Новосибирск 2008

СОДЕРЖАНИЕ

1 ВЫБОР ТРАССЫ ПРОРЕЗЕЙ, ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПОЛОЖЕНИЯ И СПОСОБОВ РАЗРАБОТКИ................................................................................. 3

1.1АНАЛИЗ РУСЛОВЫХ ПЕРЕФОРМИРОВАНИЙ ЗАТРУДНИТЕЛЬНОГО УЧАСТКА РЕКИ…..… 3

1.2 ТРАССИРОВАНИЕ СУДОХОДНЫХ ПРОРЕЗЕЙ И ВЫБОР ТИПОВ ЗЕМСНАРЯДОВ ДЛЯ ИХ РАЗРАБОТКИ……………………………………………………………………………………… 3

1.3 ПодсчЁт объЁмов дноуглубительных работ.................................................. 6

1.4 Определение длительности подготовительного периода.......................... 8

1.5 Определение уровня окончания разработки переката и соответствующей ему даты 9

1.6 РАСЧЁТ ГАБАРИТНЫХ РАЗМЕРОВ ВЫПРАВИТЕЛЬНОЙ ТРАССЫ……………………….….. 9

1.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ УРОВНЕЙ И РАСХОДОВ ВОДЫ………………………….… 10

2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ................................................................. 11

2.1 РасчЁт плана течений по методу М.А. Великанова.................................... 11

2.2 РасчЁт прорези на заносимость. Качественная и количественная оценки устойчивости прорези от заносимости наносами........................................... 13

2.3 РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ ПОЛУЗАПРУДЫ………………………………….... 15

2.4 РасчЁт понижения уровня воды в результате разработки прорези. …………16

3 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ................................................. 19

3.1 Определение рабочего режима и расчётной производительности землесосного снаряда.................................................................................................................. 19

3.2 СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ ЗЕМЛЕСОСА …………………………….24

3.3 РАСЧЁТ ОБЪЁМОВ ВЫПРАВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ…………………………………………… 25

4 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ……………………………………….………27

4.1 ОЦЕНКА ВРЕМЕННОГО ПОВЫШЕНИЯ МУТНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ…………………………………………………………….……... 27

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ ОБРАЗОВАНИЯ ПОДСЛАНЕВЫХ ВОД И ТВЁРДЫХ ОТХОДОВ.... 29

4.3 Расчет ущерба рыбному хозяйству

5 Навигационное оборудование на участке

ЛИТЕРАТУРА

 

ВЫБОР ТРАССЫ ПРОРЕЗЕЙ, ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПОЛОЖЕНИЯ И СПОСОБОВ РАЗРАБОТКИ