Инженерно-геологические и гидрологические изыскания

 

 

Емкость водохранилища

Расчетные уровни НПУ, ФПУ, УМО

По санитарно-техническим  условиям объем воды в водохранилище при минимальном его наполнении принят 0,203 млн.м³. По кривой W=F(H) по батиграфической характеристике водохранилища, установлено, что объему W_м.о=0,2 млн.м³ соответствует уровень H_м.о= 317м, который и является уровнем мертвого объема водохранилища.

Определение полезного и  полного объема водохранилища произведено  таблично-цифровым способом, с учетом потерь воды на фильтрацию и испарение.

Сопоставляя расчетный сток W_P и плановую полезную отдачу U за каждый месяц  и за год, установлено, что необходимо сезонное регулирование водохранилища, так как в течение 2 месяцев полезная отдача  превышает расчетный сток, и осуществимо, поскольку суммарный годовой сток расчетной обеспеченности превышает годовую отдачу.

За начало водохозяйственного года принят март месяц, с которого начинается наиболее многоводный период - половодье. Данные о расчетном стоке W_p и плановой отдаче в хронологической последовательности занесены в таблицу. Режим работы водохранилища однотактный; момент опорожнения до W_м.о в конце V_д2, что соответствует концу и одновременно началу водохозяйственного года.

Полный объем водохранилища W_нпу=W_м.о+W_плз=0,203+1,903=2,106 млн. м³, а отметка нормального подпорного уровня, соответствующая этому объему на кривой W=F(H) равна НПУ= 324,0 м.

Отметка форсированного подпорного уровня принята с целью обеспечения сохранности сооружения в период прохождения паводка выше отметки НПУ на 0,5м, равной ФПУ=324,5м.

 

Совмещенный гидрограф реки 85%-ой обеспеченности и график водопотребления  с учетом водоподачи потребителям на существующие и планируемые площади

 

Таблица. Расчет водохранилища  таблично-цифровым способом

 

Месяц	Расчетный сток           Wp	Плановая отдача        U	Наполнение без  учета потерь						Расчет потерь				Объем суммар-ных потерь Vп	Отда- ча с уче- том потерь     Uбр	Наполнение с  учетом потерь
			Сток минус  отдача				1-й вариант		Сред ний объем     Vср	Сред няя пло щадь   Fср,тыс.м²	Фильтрация	Испа- рение			Сток минус  отдача и потери		1-й вариант
			+∆Vизб	- ∆Vд	+∆Vизб	- ∆Vд	Конечное  Vк	Сброс         Vсб							+∆Vизб	- ∆Vд2	Конечное  V'к	Сброс         Vсб
							0.203										0.203
3	1.525		1.525		1.525				0.9655	300.54	0.029	0.013	0.042	0.042	1.483
							1.728										1.686
4	2.029	0.035	1.994	0.035	1.959			1.901	1.757	575.42	0.053	0.052	0.105	0.140	1.854			1.434
							1.786										2.106
5	1.825	0.265	1.56	0.265	1.295			1.295	1.786	671.06	0.054	0.131	0.185	0.450	1.110			1.110
							1.786										2.106
6	1.344	1.025	0.319	1.025		-0.706			1.433	591.22	0.043	0.151	0.194	1.219		-0.9
							1.08										1.206
7	1.443	1.16	0.283	1.16		-0.877			0.6415	356.66	0.019	0.107	0.126	1.286		-1.003
							0.203										0.203
8	1.443	0.664	0.779	0.664	0.115			0.115	0.203	66.68	0.006	0.019	0.025	0.689	0.089			0.09
							0.203										0.203
9	1.397	0.129	1.268	0.129	1.139			1.139	0.203	51.2	0.006	0.009	0.015	0.144	1.124			1.124
							0.203										0.203
10	1.443		1.443		1.443			1.443	0.203	51.2	0.006	0.005	0.011	0.011	1.432			1.432
							0.203										0.203
11	1.397		1.397		1.397			1.397	0.203	51.2	0.006	0.0015	0.008	0.008	1.389			1.389
							0.203										0.203
12	1.443		1.443		1.443			1.443	0.203	51.2	0.006		0.006	0.006	1.437			1.437
							0.203										0.203
1	1.688		1.688		1.688			1.688	0.203	51.2	0.006		0.006	0.006	1.682			1.682
							0.203										0.203
2	1.898		1.898		1.898			1.898	0.203	51.2	0.006		0.006	0.006	1.892			1.892
Σ	18.87	3.278				1.583	8.004	12.32			0.240	0.489	0.729	4.007	13.49	-1.903	8.931

 

 

5. Строительные  решения

 

5.1 Общие положения

 

Комплекс сооружений  «Наливное водохранилище Бересек» состоит из следующих компонентов:

- земляная плотина

- водосброс-водовыпуск

- водосброс-водозабор

- водоотвод из канала «Бересек»

-подводящий канал

-отводящий канал

- сопряжение отводящего  канала с каналом «Бересек».

Класс сооружений в соответствии со СНиП РК 3.04-01-2008 принят равным IV.

 

5.2. Плотина

 

Створ плотины выбран на основании топографической карты  лога. Рассмотрены 2 варианта размещения створа плотины из условия наименьшей высоты плотины и обеспечения  требуемой емкости водохранилища. Требуемый объем  водохранилища  рассчитан из условия обеспечения  оросительной водой принятой площади  орошения 500 га для овощно-кормового  севооборота сельскохозяйственных культур. При этом учтен забор  воды из водозаборного гидроузла  на реке Бересек для существующей площади орошения также 500 га. Обеспеченность водоотдачи реки по стоку принята равной 85%.

Для выбранного створа плотины  рассмотрены 3 варианта конструкций  поперечного сечения плотины  при одинаковой длине (897 м), высоте (13 м) и ширине гребня (6,0 м).

Высота плотины в 13 м определена в соответствии со СНиП РК 3.04-02-2008. На основе расчета возвышения гребня плотины над расчетным уровнем НПУ и ФПУ с учетом ветрового нагона воды в верхнем бьефе, высоты наката ветровых волн и запаса возвышения гребня плотины.

 

Первый вариант:

Плотина однородная из суглинистого грунта с переменным (1:2,5 и 1:3,25) заложением верхового и постоянным заложением (1:2,5) низового откоса. Верховой откос  крепится каменной наброской на подготовке в виде двухслойного обратного фильтра. Низовой откос укреплен гравийно-галечниковым грунтом.

Для отвода дренирующих через тело плотины фильтрационных вод выполнен трубчатый дренаж. В качестве противофильтрационного элемента в основании плотины выполнен зуб из суглинка. По гребню плотины выполнена дорога для проезда и эксплуатации.

 

 

Объемы работ и сметная  стоимость

№ стр.	Наименование	Ед. измерения	Объем	Примечание
1	Объем тела плотины (легкий суглинок)	м3	357134
2	Каменное покрытие	м3	17847
3	Объем выемки (зуб)	м3	36071.5
4	Объем растительного слоя (снятие)	м3	16319.6
5	Устройство обратного  фильтра	м3	11878
6	Покрытие низового  откоса	м3	4341.4
7	Асфальтобетонное  покрытие  автодороги	м3	5382
8	Дорожные знаки	шт	400
9	Сборный железобетон	м³	9.38
10	Люк чугунный легкий ГОСТ 3634-61	шт	7
11	Деревянная крышка	м³	0.21
12	Пакля просмоленная	м³	0.007
13	Раствор асбестоцементный	м³	0.014
14	Битум	кг	259
15	Скобы ходовые	шт/кг	84/107.8
16	Бетон марки 100	м³	2.1
17	Труба асбестоцементная ГОСТ 1839-72	пог.м	949,1
18	Песок (при tф=15см)	м³	558.5
19	Разнозернистый гравий, щебень (при tф=15см)	м³	388.64
20	Стальная труба ГОСТ 8732-70	пог.м	14
21	Одерновка или мощение камнем	м²	24.5

 

Итоговая сметная стоимость  строительства земляной плотины  по первому варианту согласно локальной  смете №2-1-1, №2-2-1, №2-3 составляет 224007,76 тыс. тенге.

 

Второй  вариант:

Плотина с ядром. Тело плотины  из гравелистого песка, ядро из суглинка. Верховой откос с постоянным заложением 1:2,75, укреплен железобетонными монолитными  плитами, укладываемыми на подготовку в виде двухслойного фильтра. Низовой откос с заложением 1:2,25 укреплен гравийно-галечниковым грунтом. Ядро плотины сопрягается с основанием с помощью суглинистого зуба, являющегося противофильтрационным элементом в основании. По гребню плотины, как и в первом варианте, выполняется дорога для эксплуатации и проезда.

 

Объемы работ и сметная  стоимость

№ стр.	Наименование	Ед. измерения	Объем	Примечание
1	Объем тела плотины	м3	329791
2	Крепление ж/б плитами	м3	4119.5
3	Ядро + зуб	м3	99207.9
4	Объем растительного слоя (снятие)	м3	15502
5	Объем выемки	м3	43070
6	Обратный фильтр	м3	10018
7	Покрытие низового  откоса	м3	4626
8	Асфальтобетонное  покрытие  автодороги	м3	322.9
9	Дорожные знаки	шт	400

 

 

Итоговая сметная стоимость  строительства земляной плотины  по второму варианту согласно локальной  смете №2-1-2, №2-2-2 составляет 301996,314 тыс. тенге.

 

Третий  вариант:

Плотина с экраном. Тело плотины из гравелистого песка, экран из геомембраны. Верховой откос заложением 1:2,5, укреплен каменной наброской выполненной на подготовку в виде обратного фильтра. Экран из геомембраны заводится в грунт основания и доводится до скального практически водонепроницаемого слоя основания. Геомембрана укладывается на песчаную подготовку и сверху укрывается также песчаным грунтом, являющимся нижним слоем обратного фильтра для крепления верхового откоса из каменной наброски. Низовой откос выполненный с заложением 1:2 не укрепляется в связи с практически нулевой проницаемостью экрана из геомембраны. По гребню плотны также как и в первом и во втором вариантах конструкции поперечного сечения плотины устраивается дорога.

Технико-экономическое сравнение  вариантов конструкций показала:

-наиболее технологичным  в строительстве является 3-й вариант;

-в третьем варианте  практически исключаются потери  воды из водохранилища через  тело плотины;

-третий вариант оказался  более экономичным.

 

 

 

 

 

 

Объемы работ и сметная  стоимость

№ стр.	Наименование	Ед. измерения	Объем	Примечание
1	Объем тела плотины	м3	271963
2	Каменное покрытие	м3	8638
3	Объем растительного слоя (снятие)	м3	9530
4	Устройство зуба под экран	м3	38325
5	Устройство обратного  фильтра	м3	14197
6	Подготовка под геомембрану (экран)	м3	7098
7	Устройство экрана (Геомембрана)	м2	39420
8	Устройство дорожного  покрытия	м3	2152
9	Дорожные знаки	шт	32

Итоговая сметная стоимость  строительства земляной плотины  по третьему варианту согласно локальной  смете №2-1-3, №2-2-3 составляет 85708,588 тыс. тенге.

 

5.3. Водопропускные сооружения  при плотине

 

Проектируемое водохранилище  является наливным. При отсутствии площади водосбора чаши наливного  водохранилища в качестве водопропускного  сооружения при наливном водохранилище  предусматривается только водовыпуск.

Изысканиями установлено, что  ранее в пределах лога выбранного как чаша водохранилища была построена  перегораживающая дамба высотой 2,5-3 м для сбора талых и дождевых вод. Дамба была прорвана с образованием прорана. Данное обстоятельство потребовало необходимость устройства водосбросного сооружения и (или) назначение дополнительной емкости сверх полезного для задержания талых или дождевых вод в период стояния уровня воды в верхнем бьефе на отметке НПУ, которое по данным расчета режима водохранилища будет в апреле-мае месяце. На данном этапе на основании отмеченного в составе водопропускных сооружений при водохранилище предусматривается и водовыпуск и водосброс.

Рассмотрено два варианта водопропускных сооружений.

 

Первый  вариант:

Трубчатый водовыпуск, напорные трубы металлические, управление водовыпуском осуществляется задвижками, размещенными в камере управления, находящейся у подошвы низового откоса. Конструкция трубчатого водовыпуска принята по ТП 820-01.17 – «Водовыпуск – водозабор трубчатый при земляной плотине на расход воды до 1,5 м³/с при напоре до 12м». В данном варианте строительство водосброса не предусматривается, а паводочные объемы стока (281000м³) будут аккумулироваться в водохранилище до отметки уровня воды 324,5 м превышающей отметку НПУ на 0,5 м.

 

Объемы работ и сметная  стоимость

 

Водовыпуск (первый вариант)

 

№ стр	Наименование	Ед. измерения	Объем	Примечание
1	Разработка грунта	м3	138
3	Устройство стенок, открылок, оголовков	м3	60,625
4	Кольца для колодцев сборные  ж/б, D=700мм	м	10
5	Панели-блоки стеновые Г- и Т- образные	м3	0,855
6	Блоки портальных оголовков  и диафрагмы оголовков	м3	0,52
7	Укладка стальных труб, D=600мм	км	0,07
8	Укладка стальных водопроводных  труб, D=300мм	км	0,03
9	Установка чугунных задвижек, D=300мм	шт	2
10	Задвижка чугунная 30ч704бр, D=300мм	шт	2
11	Жесткие затворы	т	0,56
12	Укладка стальных труб, D=100мм	км	0,052

 

Итоговая сметная стоимость  строительства водовыпуска по первому варианту согласно локальной смете №2-4-1 составляет 7007,801 тыс. тенге.