9. Построение кривых свободной поверхности на подводящем и отводящем участках канала при полностью открытом затворе.

h₀₁’ = 3,52 м;

h₀₂ = 3,1 м;

i₁ = 0,000138 < i_K = 0,0051;

i₂ = 0,000231 < i_K = 0,0051;

i₁ < i₂

При полностью открытом затворе на отводящем участке кривая свободной поверхности будет иметь форму типа b_I. На подводящем участке имеет место равномерное движение, т.е. свободная поверхность будет совпадать с линией нормальных глубин. См. рис.9.1.

Рис. 9.1

10. Построение графика прыжковой функции θ(h)

Прыжковая функция зависит от глубины и имеет вид:

(10.1)

где α₀ – корректив количества движения (примем α₀ = 1);

h^c(h) – заглубление центра тяжести сечения, которое определяется по формуле:

. (10.2)

Для построения графика прыжковой функции составим таблицу, в которой найдём координаты точек ей принадлежащих (табл. 10.1).

Таблица 10.1

№	h	ω	B	h^c	h^cω	α0Q^2/gω	θ(h)
1	0,20	1,86	9,74	0,10	0,18	138,50	138,69
2	0,30	2,86	10,16	0,15	0,42	90,30	90,72
3	0,40	3,90	10,58	0,19	0,76	66,27	67,02
4	0,50	4,98	11,00	0,24	1,20	51,89	53,09
5	0,60	6,10	11,42	0,29	1,75	42,35	44,10
6	0,70	7,26	11,84	0,33	2,42	35,57	37,99
7	0,80	8,46	12,26	0,38	3,21	30,50	33,71
8	0,90	9,71	12,68	0,42	4,11	26,59	30,70
9	1,00	11,00	13,10	0,47	5,15	23,47	28,62
10	1,34	15,70	14,53	0,62	9,67	16,45	26,12
11	1,80	22,82	16,46	0,81	18,50	11,31	29,81
12	2,20	29,74	18,14	0,97	28,99	8,68	37,67
13	2,50	35,38	19,40	1,10	38,75	7,30	46,05
14	3,00	45,60	21,50	1,29	58,95	5,66	64,61
15	3,50	56,88	23,60	1,49	84,53	4,54	89,06

Пример расчёта таблицы (для h = 0,20 м):

1. По формуле (1.4):

ω = (8,9 + 2,1 * 0,20) * 0,20 = 1,86 м²;

2. По формуле (2.1):

B = 8,9 + 2 * 2,1 * 0,20 = 9,74 м;

3. По формуле (10.2):

h^c = 0,20 * (9,74+ 2 * 8,9) / (3 * (9,74 + 8,9)) = 0,10 м;

4. hc * ω = 0,10 * 1,86 = 0,18 м³;

5. α_{0 *} Q² / (g * ω) = 1*(50,3)² / (9,8 * 1,86) = 138,50 м³;

6. По формуле (10.1):

θ (h) = 138,50 + 0,18 = 138,69 м³.

По данным табл. 10.1 строим график прыжковой функции, совмещая его с графиком удельной энергии (рис. 6.1).