Вопрос 28. Основные типы задач при расчете каналов.

1. Определение расходов Q (скорости) при заданном уклоне i и принятом поперечном сечении ω канала.

2. Определение уклона дна ί при заданном расходе q и принятом поперечном сечении ω канала.

3. Определение элементов живого сечения b и h при заданном расходе Q и уклоне i канала.

Т.к. расчетное уравнение расхода одно, а требуется определить два неизв., то задача неопределенная. Чтобы ее решить, необходимо задаться b или β = b/h. Возможно три вар-та реш-я:

• Задаемся значением b и определяем соответствующую ему и условиям задачи h. Задачу решаем подбором: назначаем последовательно ряд глубин и вычисляем расходы до тех пор, пока не получим требуемого расхода; соответствующая этому расходу глубина и будет искомой.

• Графоаналитический способ. Задаваясь рядом глубин, получаем соответствующие им расходы, затем строим кривую зависимости Q = f(h). Откладываем по оси абсцисс требуемый расход и, восстановив перпендикуляр до пересечения с кривой, находим точку А. Этой точке на оси ординат соответствует искомая глубина.

• Можно задаться глубиной h и находить ширину канала по дну b. Задача решается так же, как и предыдущая: или подбором, или графоаналитическим методом. Назначаем ряд значений b и повторяем расчет канала до тех пор, пока расход не станет равен требуемому. Ширина b, при которой расход равен требуемому, и есть искомая. Если задачу решаем графоаналитическим методом, то по данным расчета строим кривую Q =f(b), т.е., задаемся рядом значений b, находим соответствующие им расходы и затем строим график, откладывая по оси требуемый расход, по оси ординат определяем b.

Если даны β=b/h, Q, m, n и требуется найти b и h, то задача решается так же, как и предыдущая. Задаемся рядом глубин h и находим соответствующие b, w, C, Q.

Вопрос 29. Виды движения грунтовых вод. Основной закон фильтрации. Коэффициент фильтрации.

Вода в грунте может находиться в следующих видах:

• Парообразная (в порах грунта);

• гигроскопическая (обволакивает частицы грунта);

• капиллярная (под действ. сил поверхн. натяжения и сил тяжести);

• (грунтовая) гравитационная (под действием сил тяжести)

• пленочная (остается в грунте после удаления из него капиллярной и гравитац.воды);

Движение грунтовых вод:

Напорное Безнапорное – в грунтовом потоке имеется своб пов-ть

Фильтрация – движение подземных вод в зоне полного насыщения, обусловлено действием гидростатического давления, т.е. давление оказывается вышележащими массами H2O.

Основной закон фильтрации подземных вод - Закон фильтрации Дарси

Отношение разности напоров к длине пути фильтрации – гидравлический (напорным) градиентом. Чем градиент выше, тем больше скорость движения. I = ΔH/l, где ΔН = H1-H2 - разность напоров (H); l - длина пути фильтрации.

Фильтрация в полностью водонасыщенных водах при ламинарном (параллельном, спокойном, без завихрений) движении воды подчиняется закону Дарси: Q = К_фFI,

где Q - расход воды (кол-во фильтрующей воды через попереч. сеч-е в ед. врем.); Кф – коэф-т фильтрации; F - площадь попереч. сечения потока воды (водоносного пласта); I – Гидравлич. градиент.

Скорость фильтрации (v) - отношение расхода воды к площади поперечного сечения потока (v = Q/F). Закон Дарси: "Скорость фильтрации пропорциональна напорному градиенту v = К_фI

Коэф-т фильтрации можно выразить как скорость фильтрации при напорном градиенте равном единице. Коэф-т фильтрации, численно характеризующий водопроницаемость водоносной породы, определяется в основном геометрией пор, а также свойствами самой воды.