4.2. Проверка отметки гребня полузапруды на пропуск весеннего ледохода
Проверка полученной расчетом отметки гребня полузапруды на пропуск весеннего ледохода выполняется по выражению
-0,71
м
<
2,20-0,5=1,7м,
где
=2,20м
- отметка низкого уровня весеннего
ледохода;
=0,5м
- толщина льда.
Условие пропуска весеннего ледохода выполняется.
Рисунок 10
4.3. Расчет крупности материала крепления гребня полузапруды
Для определения крупности материала крепления вычисляется скорость течения на гребне полузапруды
-
часть площади поперечного сечения,
расположенная над гребнем полузапруды
до расчетного уровня при расчетной
отметке
=
- 0,71 м (рис. 10):
=938
.
Диаметр
частиц крепления
определяется
по приближенной формуле:
где
-
глубина потока на гребне полузапруды:
.
Для
обеспечения надежности крепления
диаметр
увеличивается в 1,5 - 2 раза.
=
1,5∙0,030 = 0,045 м = 4,5 см.
Гидравлический расчет запруды
Задача расчета запруды сводится к нахождению ее высоты и длины крепления дна в нижнем бьефе.
Расчет запруды состоит из следующих последовательных этапов:
Расчет распределения расхода воды по рукавам при свободном состоянии несудоходного рукава (бытовое состояние).
Определение проектного расхода в судоходном рукаве.
Расчет кривых свободной поверхности в рукавах при бытовом состоянии потока и при наличии запруды в несудоходном рукаве (т.е. при проектном распределении расхода).
Расчет отметки гребня запруды.
Определение режима сопряжения бьефов и назначение длины крепления дна в нижнем бьефе запруды.
Расчет
запруды выполняется применительно к
среднемеженному уровню
=
0,00м, отвечающему ему расчетному расходу
=1020
м3/с
5.1 Расчет распределения расхода воды по рукавам при свободном состоянии несудоходного рукава
Последовательность расчета распределения расхода воды по рукавам при бытовом состоянии делается в таком порядке:
1. Разбивка участка двухрукавного разветвления на расчетные участки (рис. 11) с таким условием, чтобы в пределах каждого расчетного участка площади живых сечений изменялись однозначно (только увеличивались или уменьшались). Дополнительные сечения и назначены выше приверха острова (1’-1), в створе запруды (6-6), ниже ухвостья острова (7’-7).
2. Вычерчиваются поперечные профили русла во всех граничных сечениях до расчетного среднемеженного уровня Hср.меж. = 0,000 м и подсчитываются гидравлические элементы потока (рис. 11):
1)
площадь
;
2) ширина по зеркалу воды В;
3)
средняя глубина
=
/
В;
4)
модуль расхода
,
где
- коэффициент Шези,
n = 0,260 – коэффициент шероховатости для судоходного рукава;
n = 0,280 – коэффициент шероховатости для несудоходного рукава.
5)
модуль сопротивления русла
, где
=
- среднеарифметическое значение модулей
расхода в граничных сечениях расчетного
участка, длина которого равна
.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 6.
3. Подсчитывается бытовое распределение расхода воды по рукавам:
где
=1020
м3/с.
- расчетный расход воды;
-
сумма модулей сопротивления соответственно
судоходного и несудоходного рукавов.
4.
Используя полученные значения расходов
по уравнению установившегося неравномерного
движения без учета сил инерции,
подсчитывают падение уровня
на каждом расчетном участке в судоходном
и несудоходном рукавах
=
.
Рисунок 11
Таблица №6
Результаты расчета бытового распределения расхода воды по рукавам и отметок бытовой кривой свободной поверхности
при среднемеженном уровне воды
|
Наим. рукава |
№ сеч. |
№ уч-ка |
ω, м2 |
В, м |
h, м |
С, м1/2/с |
Кi·103, м3/с |
Кср·103, м3/с |
К2ср·106, м6/с2 |
Δl, м |
Fi·10-6, c2/м5 |
Qi, м3/с |
ΔZi, м |
Zбi, м |
Zс, м |
|
Несудоходный рукав |
1’ |
|
755,9 |
387,1 |
1,95 |
39,928 |
42,176 |
|
|
|
|
QНС.б = 178 м3/с |
|
10,46 |
|
|
I |
30,300 |
918,118 |
1162,1 |
1,266 |
0,040 |
10,44 | |||||||||
|
2 |
393,3 |
261,8 |
1,50 |
38,221 |
18,425 |
10,42
| |||||||||
|
II |
24,464 |
598,504 |
1053,0 |
1,759 |
0,056 |
10,39 | |||||||||
|
3 |
560,6 |
298,1 |
1,88 |
39,679 |
30,504 |
10,36
| |||||||||
|
III |
22,913 |
524,993 |
1221,4 |
2,327 |
0,074 |
10,33 | |||||||||
|
4 |
410,7 |
384,7 |
1,07 |
36,106 |
15,322 |
10,29 | |||||||||
|
IV |
14,401 |
207,401 |
991,5 |
4,781 |
0,151 |
10,21 | |||||||||
|
5 |
371,7 |
363,2 |
1,02 |
35,852 |
13,481 |
10,14 | |||||||||
|
V |
13,932 |
194,113 |
668,7 |
3,445 |
0,109 |
10,08 | |||||||||
|
6 |
356,5 |
296,9 |
1,20 |
36,820 |
14,384 |
10,03 | |||||||||
|
VI |
32,517 |
1057,331 |
919,2 |
0,869 |
0,028 |
10,01 | |||||||||
|
7’ |
868,4 |
416,1 |
2,09 |
40,373 |
50,650 |
10,00 | |||||||||
|
Судоходный рукав |
7 |
VII |
715,1 |
379,1 |
1,89 |
42,753 |
41,989 |
63,203 |
3994,570 |
787,5 |
0,197 |
QС.б = 842 м3/с |
0,140 |
10,00 |
10,07 |
|
8 |
1268,0 |
556,8 |
2,28 |
44,116 |
84,416 |
10,14 | |||||||||
|
VIII |
105,676 |
11167,338 |
1004,9 |
0,090 |
0,064 |
10,17 | |||||||||
|
9 |
1578,1 |
521,8 |
3,02 |
46,252 |
126,935 |
10,20 | |||||||||
|
XI |
129,503 |
16771,010 |
951,9 |
0,057 |
0,040 |
10,22 | |||||||||
|
10 |
1645,8 |
546,1 |
3,01 |
46,225 |
132,071 |
10,24
| |||||||||
|
X |
127,130 |
16161,926 |
350,8 |
0,022 |
0,015
|
10,25 | |||||||||
|
11 |
1548,2 |
526,7 |
2,94 |
46,033 |
122,188 |
10,26 | |||||||||
|
XI |
132,027 |
17431,253 |
318,2 |
0,018 |
0,013 |
10,27 | |||||||||
|
12 |
1713,2 |
542,3 |
3,16 |
46,590 |
141,867 |
10,27
| |||||||||
|
XII |
115,591 |
13361,322 |
791,6 |
0,059 |
0,042 |
10,29 | |||||||||
|
13 |
1265,4 |
509,0 |
2,49 |
44,766 |
89,316 |
10,31 | |||||||||
|
XIII |
69,508 |
4831,346 |
963,7 |
0,199 |
0,141 |
10,38 | |||||||||
|
1 |
711,6 |
290,8 |
2,45 |
44,648 |
49,700 |
10,46 |
Затем определяют отметки свободной поверхности воды в каждом расчетном сечении при бытовом состоянии. Вычисление отметок ведется от сечения 7–7’, расположенного непосредственно ниже ухвостья острова. Отметка в этом сечении при расчетном среднемеженном уровне условно принимается равной 10,00 м.
Используя полученные значения отметок, строят кривые свободной поверхности по рукавам при бытовом состоянии русла (рис. 15).