3. Построение плана течений

Судоходная прорезь и отвал грунта влияют на гидравлику потока.

При разработке капитальной судоходной прорези необходима расчетная оценка ее устойчивости – сохранности.

Оценка режима скоростей течения в зоне прорези производится с помощью построения плана течений и разбивке речного потока на ряд струй с равновеликими значениями расхода воды.

При этом считается, что рассматриваемый перекатный участок

расположен в деформируемом потоком русле и сложен размываемыми

песчаными грунтами.

Построение плана течений на верхнем перекате производится для режима, отвечающего проектному уровню (срезка равна нулю).

Для построения плана течений на верхнем перекате намечается пять поперечных сечений (рис. 1). Верхнее и нижнее сечения (№№ 1 и 5) должны быть расположены за пределами прорези. Среднее сечение (№ 3) располагается в средней части прорези - в районе гребня перека­та. Расстояния между сечениями должны быть примерно одинаковыми.

основу построения плана течений положен метод М.А. Великанова (спосо6 плоских сечений).

При гидравлических расчетах для участков рек, сложенных относительно

однородными песчаными грунтами, допускается считать, что коэффициент шероховатости русла по длине и ширине переката неизменен.

Аналогично принято допускать, что продольный уклон поверхности воды в границах поперечного сечения (по ширине русла) постоянен.

С учетом всего изложенного расход воды (и его распределение по ширине русла) может быть определен по зависимости

Где: Q – расход воды, м³/с.

J – продольный уклон поверхности воды

n – коэффициент шероховатости

В – ширина русла реки, м

Т_ср – средняя глубина сечения, м

Продольный уклон поверхности йоды по длине перекатного участка меняется. Для учета характера изменений продольного уклона необходима постановка достаточно трудоемких натурных наблюдении.

Учитывая сложность получения этих данных и принимая во внимание учебный характер курсового проекта, расход воды вычисляется по упрощенной схеме.

Для рек, представленных в вариантах проекта, средняя в живом сечении скорость течения воды принимается раиной 0.5 м/с.

По построенному верхнему поперечному сечению.(№ 1), разбитому па 5-7 характерных геометрических фигур, вычисляется его площадь

Где: ω₁… ω_n – площади элементарных фигур сечения.

Тогда расчетный расход воды при проектном уровне воды равен

Для построения плана течений строятся пять поперечных сече­ний (№№ 1 - 5) и в табличной форме (под сечением) вычисляются па­раметры сечения (рис. ).

Для построения плана течении часть вертикальной шкалы в полученных границах и делят на пять равных отрезков, что условно соответствует 1/5 общего расхода воды.

Горизонтальные линии, отвечающие 1/5 общего расхода, дово­дят до соответствующих (естественный или проектный режимы) инте­гральных кривых и проецируют на поверхность воды.

В результате этого устанавливаются части («отсеки») поперечно­го сечения, через которые проходит 1/5 расхода воды.

На поперечных сечениях отдельно изображенном плане верхнего переката наносят точки, отвечающие 1/5 расхода воды. Полученные точки плавными линиями соединяются (сплошная - естественный ре­жим, пунктирная - проектный), представляя план течений (рис. ).