Гидравлический прыжок (стр. 4 из 6)

Расстояние от воображаемого вертикального ограничения до уреза нижнего бьефа ищется по следующей формуле :

, ( 4.3 )

где

- ширина плотины по горизонту верхнего бьефа , м ( ) ; - коэффициент , который определяет положение воображаемого вертикального ограничения , , ( -коэффициент верхнего откоса плотины , ) .

Коэффициент

ищется по формуле :

. ( 4.4 )

По формуле ( 4.3 ) найдем расстояние от воображаемого вертикального ограничения до уреза нижнего бьефа :

Для решения системы уравнений ( 4.1 ) + ( 4.2) построим графики зависимости

. Для построения графиков составляем следующую таблицу :

Таблица 3.1.

,м	,м	,м	,м	, м			, м	, м
1	5,6	1,85	50,83	3,79	5,60	1,72	0,54	1,47
2	6,6	3,7	48,98	3,80	3,30	1,19	1,08	2,37
3	7,6	5,55	47,13	3,80	2,53	0,93	1,62	3,13
4	8,6	7,4	45,28	3,78	2,15	0,77	2,16	3,82
5	9,6	9,25	43,43	3,73	1,92	0,65	2,70	4,47

По данным таблицы 3.1. строим графики

( смотри рис. 4.1 ) .

По графикам определяем отношение удельного расхода и коэффициента фильтрации , являющееся решением системы уравнений ( 4.1 ) + ( 4.2) :

; ( решением является точка пересечения этих графиков ) .

Определяем удельный фильтрационный расход по формуле :

, ( 4.5 )

где

- значение отношения удельного расхода и коэффициента фильтрации , взятого из графиков на рис.4.1 .

Схема плотины представлена на рис. 4.2 .

Для построения кривой депрессии воспользуемся следующей формулой :

( 4.6 )

Для глубин используются пределы :

Для рассматриваемых участков длины используем пределы :

Результаты расчетов по формуле ( 4.6 ) сведены в нижеследующую таблицу :

Таблица 3.2.

	5	10	15	20	25	30	35	40	45.4
	10.5	12.2	13.6	15.0	16.2	17.3	18.4	19.4	20.4

По данным таблицы 4.2 строим кривую депрессии ( смотри рис.4.3. ) .

3.2. Расчет плотины с ядром и дренажным банкетом .

Для определения удельного фильтрационного расхода и построения кривой депрессии заменяем данную плотину на однородную . Вычисляем длину виртуальную , заменяющую ядро :

, ( 4.7 )

где

- толщина ядра , ; - коэффициент фильтрации ядра , .

Для нашего случая :

Виртуальная длина прямоугольника , заменяющего плотину определяется по формуле :

( 4.8 )

Для нашего случая :

Для построения кривой депрессии будем задаваться горизонтальными величинами , вычисляя глубину по формуле :

( 4.9 )

Вычисления , выполненные по этой формуле , сведены в таблицу :

Таблица 4.3.

	5	10	15	20	25	30	60	90	100	105	110	115	121.2
	6.1	7.3	8.4	9.3	10.1	10.9	14.7	17.7	18.6	19.1	19.5	19.9	20.4

По данным таблицы 4.3. строим кривую депрессии ( смотри рис.4.4 ) .

Удельный фильтрационный расход определяем по формуле :

( 4.10 )

,м

,м

,м

,м

, м

, м

, м

4. Расчет фильтрации воды под бетонной водосливной плотиной .

4.1. Расчет методом коэффициентов сопротивления .

Пользуясь вышеуказанным методом нужно решить три задачи :

1. построить эпюру противодавления , найти величину и точку приложения силы противодавления ;

2. найти максимальную скорость фильтрации на поверхности дна нижнего бьефа ;

3. определить величину удельного фильтрационного расхода .

При решении вышеперечисленных задач задаемся определенным размером фиктивной эквивалентной трубы, т.е. размером

, причем эта величина будет различной для указанных выше трех фильтрационных задач .

Далее через

, , будем обозначать заглубления расчетного водоупора , принимаемые соответственно при решении 1-й , 2-й и 3-й задачи.

1. Определение силы противодавления .

Для построения эпюры противодавления величину

принимаем равной :

, ( 5.1 )

где

- активная зона фильтрации по напору , м ; - длина проекции подземного контура на вертикаль , S0=