4.1 Расчет высоты полузапруды

Высота полузапруды определяется по способу ЛИВТа (ГУМРФ) в следующей последовательности:

1. Вычерчивается поперечное сечение в створе полузапруды, на котором показаны: проектный и расчетный уровни, полузапруда и выправительная трасса (рисунок 9).

2. Строится интегральная кривая распределения расхода по ширине при расчетном уровне Н_р = Н_ср.меж.+1,5, и определяется расход воды проходящий в пределах выправительной трассы в бытовом состоянии русла .

При построении интегральной кривой распределения расхода воды полный расход Q_р, проходящий через поперечное сечение шириной В, выражается интегралом

где h - глубина на характерных промерных вертикалях поперечного профиля;

- расстояние между промерными вертикалями.

Для определения величины этого интеграла на характерных вертикалях поперечного профиля вычисляют значения величин , определяют средние значениямежду смежными промерными вертикалями и получают значенияи. Затем находят величинуk как отношение расчетного расхода Q_р к величине вычисленного интеграла:

k = Q_р /Δb и стоят интегральную кривую _kΔb (рис.9).

Рисунок 9

С графика:

Q_{с в.б.} = 1260 м³/с – расход воды проходящий в пределах выправительной трассы в бытовом состоянии русла,

ω_св = 1515 м² - площадь свободной части поперечного сечения.

3. Подсчитывается потребный расход воды в пределах выправительной трассы Q_св., который может обеспечить необходимый размыв дна в пределах судового хода.

Q_{с в} = V_р·ω_св, где

V_p = 0,8 · K_зап. ·V_разм = 0,8·1,3·0,715 = 0,745 м/с - потребная для размыва дна расчетная скорость;

K_зап = 1,2÷1,4 - коэффициент запаса учитывающий возможность самоотмостки дна, возникающую в процессе смыва потоком более мелких частиц и сосредоточения более крупных частиц;

V_разм = 1,3· V_нр = 1,3·0,55 = 0,715 м/с – размывающая скорость;

V_нр = 3,0·(Т·d₅₀/d₉₀)^0.2 · (d₅₀+0.0014)^0.3 = 3,0·(5,0·0,5)^0,2· (0,0005+0.0014)^0.3 =

= 3,0·1,201·0,1526 = 0,55 м/с – неразмывающая скорость по В.Н. Гончарову;

T = T_г+(Н_р-Н_пр) = 3,0+1,5+0,5 = 5,0 м - глубина потока на судовом ходу при расчетном уровне;

d₅₀ = 0,5·10^-3 м, d₉₀ = 1,0·10^-3 м – гранулометрический состав грунта обеспеченностью 50% и 90%.

Q_св = 0,745·1515 = 1129 м³/с – потребный расход воды в пределах выправительной трассы.

4. Вычисляется основной показатель работы затопленной полузапруды по перераспределению расхода воды по ширине русла по формуле

= /=1129/1260 ≈ 0,9 ≤ 1

Принимаю К_св=1,1

5. Подсчитываются коэффициенты:

- характеризует степень затопления полузапруды,

m=- характеризует степень стеснения потока полузапрудой.

Для этого вычисляются величины;

- часть площади поперечного сечения, перекрываемая полузапрудой;

- часть площади поперечного сечения, расположенная над гребнем полузапруды до расчетного уровня воды;

- полная площадь поперечного сечения при уровне вровень с гребнем полузапруды.

При этом задаются тремя отметками гребня полузапруды между проектными расчетнымуровнями. Гребень полузапруды принимается горизонтальным. Результаты расчетов сводятся в таблицу 5.

Таблица №5

Значения коэффициентов, характеризующих

степень затопления полузапруды и степень стеснения потока полузапрудами m.

№ п / п	Отметка , м	,	,	,	m
1	-0,50	531	853	1151	0,46	1,61
2	0,50	947	437	1971	0,47	0,46
3	1,50	1366	0	2898	0,475	0,00

6. Строятся на основе выполненных расчетов кривые зависимости ,,и(рис. 10).

Координаты опытной прямой берем с графиков, построенных на основании экспериментов в ЛИВТе (ГУМРФ).

Пересечение кривой и прямойопределяет искомую расчетную отметку гребня полузапруды:= -0,71 м.