2015-10-14
887
Нормальная глубина h0 – это такая глубина, которая при заданном расходе установилась бы в русле, если в этом русле движение было бы равномерным.
Основная расчётная формула – формула Шези:
где ω – площадь живого сечения, м2; С – коэффициент Шези, м0,5/с;
R – гидравлический радиус, м; i0 – уклон канала.
Для трапецеидального сечения (рис. 2.1)
где h – глубина канала, м.
h m
b
Рис. 2.1 Поперечное сечение подводящего канала
Для определения коэффициента Шези С может применятся формула Павловского:
где 
.
Приближённо можно считать:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КР-02068982-270205-АДМ-ПД-60-08-2010 |
Гидравлический радиус в общем случае определяется по формуле:
где χ ― смоченный периметр, м, и для трапецеидального русла может быть определён:
Важным показателем при расчёте является расходная характеристика (модуль расхода) 
, м3/с:
Вычисление нормальной глубины буду производить графоаналитическим методом.
Расчёт
Определю необходимую расходную характеристику, соответствующую нормальной глубине 
:
|
|
|
Задаюсь числовыми значениями произвольно выбранных глубин и вычислю соответствующие расходные характеристики по формуле:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КР-02068982-270205-АДМ-ПД-60-08-2010 |
Для удобства расчёт сведу в таблицу 2.1.
Таблица 2.1. Расчёт расходных характеристик.
| Расчётные формулы | Ед. изм. | Назначаемые и определяемые величины | ||
| h1 | h2 | h3 | ||
| h | м | 0,8 | 1,3 | |
| м2 | 2,8 | 3,8 | 5,525 |
| м | 5,184 | 5,905 | 6,987 |
| м | 0,540 | 0,643 | 0,790 |
| ― | 0,212 | ||
| м0,5/с | 43,877 | 45,531 | 47,562 |
| м3/с | 90,280 | 138,738 | 233,564 |
Примечание: перед вычислением коэффициента Шези С определяем числовое значение показателя степени у: гидравлический радиус R<1,0 м, то по Н.Н.Павловскому [2] 
3) построю кривую К = f(h) по значениям глубин и соответствующих расходных характеристик. Масштаб для построения графика выбираю следующий: для оси глубин в 1 см по вертикали вкладывается 0,1 м (1:10), для оси расходных характеристик масштаб произвольный (рис. 2.2)
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| КР-02068982-270205-АДМ-ПД-60-08-2010 |
Рис. 2.2. График к определению 
4) Из графика видно, что при числовом значении 
, величина нормальной глубины принимает следующие значение 
.
В качестве второго метода определения нормальной глубины применю метод проф. Б. А. Бахметева [4]:
x –гидравлический показатель русла;
После двух методов расчетов нормальная глубина равна: 
