ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВУХРУКАВНОГО УЧАСТКА РУСЛА РЕКИ С ЗАПРУДОЙ В НЕСУДОХОДНОМ РУКАВЕ

Необходимо рассчитать и построить кривые свободной поверхности на разветвленном участке реки при постановке запруды в левом рукаве в створе № 4, обеспечивающей расчетный расход в правом рукаве Q_расч =1700 м³/с, при следующих данных:

Общий расход русла Q₀=2550м³/с,

Расчетный уровень ∆Н=2,5 м, над проектным h_г=1,4 м

Коэффициент шероховатости:

А)правого рукава n_пр=0,020

Б)левого рукава n_лев=0,019

Расчет необходимо вести в следующем порядке.

1. Намечаются расчетные сечения, верхнее из которых выше фактического деления русла на рукава, а нижнее ниже. Положение этих сечений определяется створом, в котором отметки свободной поверх­ности можно считаются одинаковыми. Ориентируясь рельефом дна, делим эти сечения на две части, одну из них считаем сечением правого рукава, другую – сечением левого рукава.

Остальные сечения назначаются в характерных местах русла, т.е. в глу­боких частях плесовых лощин и на гребнях перекатов. Нумерация сечений и расчетных участков снизу вверх. Самое нижнее сечение имеет номер 0.

2. На миллиметровой бумаге строятся поперечные профили расчетных сечений до уровня воды Н_р над проектным (рисунок 4. 2). Горизонтальный масштаб 1:5000, вертикальный масштаб, т.е. масштаб глубин, 1:100.

3. На поперечных профилях наносится расчетный уровень воды Н_р, подсчитываются площади сечений ω и измеряется ширина по верху В. Эти данные заносятся в таблицу 4. 1, в которой вычисляются ω_ср = ; B_ср = , средние глубины Т_ср, модули расходов = ω_ср· Т_ср^2/3 · и модули сопротивления ∆F для каждого расчетного участка. Расчеты выполняются в табличной форме (таблица 4. 1).

Вычисляется бытовое распределение расходов воды по рукавам:

,

Таблица 4. 1

№№ сече-ний	ω, м2	В, м	№№ участ-ков	ωср, м2	Вср, м	hср = , м		∆l, м	∆F =	∆zб, м	∆ziб, м
Левый рукав
	989,75										10,00
						2.73	116480.01		0,44 · 10-7	0,058
	1276,25										10,058
				1223,08		2.98	133304.69		0,24 · 10-7	0,032
	1169,91										10,09
				1070,78		3.10	119817.73		0,43 · 10-7	0,057
	971,66										10,147
				1075,08		3.07	119521.51		0,24 · 10-7	0,032
	1178,50										10,147
								Fл=	1,35∙10-7
Правый рукав
	1498.75										10,00
				1463.375		3.52	169311.29		0,18 · 10-7	0,034
	1428.0										10,034
				1360.04		2.98	140820.49		0,14 · 10-7	0,027
	1292.08										10,061
				1315.54		2.92	134378.34		0,33 · 10-7	0,064
	1339.00										10,125
						2.28	165016.39		0,28 · 10-7	0,054
	1651.00										10,179
								Fпр=	0,93 · 10-7

Где – модуль сопротивления правого рукава;

– модуль сопротивления левого рукава;

Q_л.б., Q_п.б., Q₀ – соответственно, расходы в левом, правом рукавах и по всему руслу в бытовом состоянии;

- расстояние между i – м и (i + 1) – м сечениями.

Имея бытовое распределение расходов воды по рукавам вычисляются падения уровней на каждом расчетном участке и бытовые отметки в рас­четных сечениях по формулам:

; ;

где - бытовой расход на расчетном участке;

– отметка уровня в нижнем сечении расчетного участка.

При вычислении отметок в сечениях, отметка бытового уровня в ниж­нем сечении обоих рукавов принимается равной 10,00 м. Вычислив отметки в верхних сечениях обоих рукавов проверяется правильность всех предыду­щих вычислений по условию .

где – отметка свободной поверхности в верхнем сечении правого рукава;

– отметка свободной поверхности в верхнем сечении левого рукава.

4. Для построения графиков зависимости = f(z_cp) назначаются два до­полнительных уровня свободной поверхности. Один уровень Н⁺⁰³ на 0,3 м выше расчетного, а другой Н^-03 на 0,3 м ниже расчетного (рисунок 4. 1).

Далее определяем изменения площади сечения и , измеряем ширину сечения и , рассчитываем площади сечений , и отметки свободной поверхности , , при соответствующих уровнях воды. Верх­ние индексы + 0,3 и – 0,3 определяют только положение уровня свободной поверхности, а не показатель степени числа.

,

,

.

Расчет ведется в табличной форме (таблица 4. 2).

Следует иметь в виду, что при постановке запруды отметки уровня воды увеличатся в не перекрытом рукаве и в верхнем бьефе запруды, а в нижнем бьефе запруды отметки будут ниже бытовых.

5. По данным и (таблица 4. 2) строятся кривые зависимости = f ()для каждого расчетного участка отдельно для каждого рукава. По этим гра­фикам определяются отметки свободной поверхности в сечениях. В створе запруды рассчитывается отметка верхнего бьефа и отметка нижнего бьефа .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чугаев Р.Р. Гидравлика.-Л; Энергоиздат.1982 – 672 с.

2. Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика.- М; Стройиздат, 1972 – 648 с.

3. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. – М; Энергоиздат, 1984 – 638 с.

4. Герус Т.И. Построение кривых свободной поверхности в призматических руслах. – Новосибирск, НГАВТ, 2001г.

5. Ботвинков В.М., Малыгин В.Н., Жук А.Ю. Гидравлический расчет двухрукавного участка русла реки с запрудой в несудоходном рукаве. – Новосибирск, НГАВТ 2006 г.

Поиск по сайту: