8.2 Назначение отверстий труб

В зависимости от глубины подтопления и типа входного оголовка в трубах могут устанавливаться следующие режимы протекания:

– безнапорный режим, если подпор меньше высоты трубы на входе либо превышает ее не более чем на 20%;

– на всем протяжении трубы водный поток имеет свободную поверхность;

– полунапорный режим, возникающий при оголовках обычных типов (портальных, раструбных) в тех случаях, когда подпор превышает высоту трубы на входе более чем на 20%;

– на входе труба работает полным сечением, а на всем остальном протяжении поток имеет свободную поверхность;

– напорный режим, устанавливающийся при специальных входных оголовках обтекаемой формы и при подтоплении верха трубы на входе более чем на 20%;

– на большей части длины труба работает полным сечением и лишь у выхода поток может отрываться от потолка трубы.

При значительном подтоплении входа в трубу напорный режим может возникать периодически и при оголовках обычных типов. Однако из-за прорывов воздуха через образующуюся у входного отверстия воронку, протекание воды в этом случае часто переходит на полунапорный режим.

В связи с невысокой точностью определении притока воды к сооружению можно при расчёте отверстий сооружений ограничиться упрощенными расчетами. Приближенные расчетные формулы пропускной способности труб соответствуют трем режимам протекания воды в трубах:

– безнапорный режим (аналогия – водослив с широким порогом) определяется по формуле (24).

, (24)

где: Q_c - расход воды, проходящей в сооружении;

ω_н- площадь сжатого сечения в трубе, вычисляемая при глубине h_c=0.5Н;

φ _с - коэффициент скорости.

– полунапорный режим (аналогия - истечение из-под щита) определяется по формуле (25).

, (25)

– напорный режим (аналогия - истечение из трубопровода) определяется по формуле (26)

, (26)

где: ω_то, h_то - площадь сечения и высота основного протяжения трубы;

φ_н - коэффициент скорости;

l, i - длина и уклон трубы;

i_ω - уклон трения.

Результаты расчета приведены в таблице 24.

Таблица 24 - Ведомость расчетных данных искусственных сооружений

№ сооружений	ПК +	Название водотока или пересекаемой реки	Род грунта и характеристика поверхности бассейна	Площадь водосбора, км	Расчетные данные				Расчетное отверстие сооружения	Род укрепления		Уклон лотка, ‰	Длина сооружения, м	Отметка				Тип фундамента		Приме чание
					Уклон лога у сооружения, ‰	Расчетный расход, м^3	Глубина подпертой воды, м	Гидравлический режим						Горизонт подпертой воды, м	Углубление русла, м		Минимум допустимой бровки, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11		12	13	14	15		16	17		18
1	803+85	ручей	суглинок легкий	0,32	67	0,78	1,30	б/н	1,0^н	мон. бетон		19	40,82	473,91	0,20		474,41	I		Удлинение на входе и выходе
2	815+59	ручей	суглинок легкий	0,58	75	1,22	1,32	б/н	1,0^н	мон. бетон		19	43,87	483,69	0,40		484,19	I		замена грунта
3	830+83	ручей	суглинок легкий	1,10	147	1,93	1,32	б/н	1,0^н	мон. бетон		5	39,79	481,96	0,40		482,46	I		Удлинение на входе и выходе
4	834+81	ручей	суглинок легкий	0,09	215	0,36	0,64	б/н	1,0^н	мон. бетон	45		33,78	482,01		1,1	482,51		I	Удлинение на входе и выходе
5	853+51	ручей	супесь пылеватый	0,14	158	0,51	1,30	б/н	1,0^н	мон. бетон	76		53,25	510,46		0,8	510,96		I	замена грунта
6	891+92	ручей	суглинок легкий	0,12	62,90	0,50	0,64	б/н	2,0х2,0^н	мон. бетон	4		18,90	498,95		0,2	499,45		I	замена грунта