Гидроузел с плотиной из грунтовых материалов (стр. 10 из 12)

- скорость подхода потока к водосливному порогу.

Значение

определяют методом последовательных приближений.

- коэффициент бокового сжатия, =0,95

- коэффициент расхода водослива (как для водослива с широким порогом =0,36)

- коэффициент подтопления ( =1, предполагая, что за регулятором будет размещён быстроток)

Определив величину

устанавливают значение коэффициента бокового сжатия, например, по формуле Замарина Е.А.:

- коэффициент, учитывающий влияние очертания входной кромки быков; при чаще всего применяемом получиркульном очертании входной кромки быков =0,11.

Оставляя первоначально принятые значения коэффициента расхода и коэффициента подтопления, можно уточнить величину

при уточнённом значении коэффициента бокового сжатия.

Затем следует определить геометрический напор на пороге водослива H.

м

После этого определяем отметку порога по формуле:

Затем следует определить высоту затвора с учётом того, что верхняя кромка затвора должна превышать НПУ не менее, чем на 0,2м. Рассчитываем высоту затвора:

3.4.3 Конструирование и расчёт подводящего канала

Для подвода воды к входному оголовку берегового водосброса устраивают короткие подводящие каналы с нулевым или обратным уклоном дна. На участках канала, где скорость потока превышает допустимую на размыв для грунта дна и откосов, каналы закрепляются одеждами из каменной наброски, щебня, габионов, бетонных плит. Традиционным для береговых водосбросов является применение обратных стенок, выполняемых с роспуском в сторону верхнего бьефа с центральным углом не более 30 градусов.

Ширина канала по дну:

- длина роспуска обратных стенок.

Скорость воды в канале:

- площадь живого сечения канала,

Т.к. скорость воды в канале меньше допустимой на размыв, то канал крепится только на подходе к сопрягающим элементам на длине 2…3м.

3.4.4 Выбор типа сопрягающего сооружения

Средний уклон сопрягающего сооружения:

- расстояние между точками А и В (измеряется вдоль линии АВ при неискажённом масштабе)

При данном уклоне отдаём предпочтение быстротоку в качестве сопрягающего сооружения.

Определяем критическую глубину:

Так как быстроток всегда трассируется с уклоном, превышающим критический (

), то в начале быстротока (точка А) устанавливается критическая глубина потока ( ), которая для прямоугольного русла определяется по зависимости:

где

- коэффициент, учитывающий распределение скоростей по сечению (коэффициент Кориолиса), ;

- удельный расход на быстротоке, м³/с/на 1 п.м.,

- угол наклона к горизонту лотка быстротока (при уклонах менее 0,15 углом наклона к горизонту лотка быстротока можно пренебречь и принять )

- ширина быстротока, принимаемая обычно равной ширине регулятора

При длинных быстротоках

принимаем движение потока равномерным. Задачу решаем методом подбора по уравнению Шези.

Определение нормальной глубины потока

на быстротоке:

Нормальная глубина на быстротоке, соответствующая равномерному режиму течения потока, рассчитывается методом последовательного приближения по формуле Шези, которая для прямоугольного поперечного сечения применительно к принятым условным обозначениям имеет вид:

,

Где R - гидравлический радиус, определяемый по выражению:

,

— площадь живого сечения потока:

,

- смоченный периметр потока:

,

С - коэффициент Шези, определяемый по формуле:

,

п - шероховатость поверхности дна и стенок быстротока (в курсовом проекте можно принять для бетонных поверхностей п = 0,015).

i - уклон быстротока на рассматриваемом участке,

- расстояние между точками А и В (измеряется вдоль линии АВ при неискаженном масштабе

Нормальная глубина на быстротоке h₀может быть найдена также графоаналитическим методом. Суть этого метода заключается в построении графика зависимости

после заполнения вспомогательной таблицы 7.

Задаваясь глубинами воды

, и т.д. определяют соответствующие им расходы и строят график.

Таблица 7

0,2	2,5	0,5	2,9	0,17	49,62	0,31	5,7
0,4	2,5	1	3,3	0,303	54,63	0,31	12,54
0,6	2,5	1,5	3,7	0,405	57,34	0,31	30,48
0,8	2,5	2	4,1	0,49	59,19	0,31	46,14

График зависимости расхода от глубины

Q=f(h)

По графику определяем при

- h₀=0,33 м.

Оценка возможности возникновения в лотке быстротока катящихся волн и меры по предупреждению их образования:

На быстротоках большой длины при значительной ширине быстротока по отношению к глубине воды происходит потеря устойчивости потока с образованием катящихся волн. Эти волны могут превышать в 2...3 раза глубину потока, выплескиваться за боковые стены, они ухудшают режим сопряжения бьефов и могут вызывать непрогнозированные размывы в нижнем бьефе. Катящиеся волны могут образовываться при невыполнении условия: