1. По нормативным документам и справочным данным при известных характеристиках грунта назначаются коэффициенты заложения откосов канала m и шероховатость русла n.
n=0.02,
m=1.5.
2. По формуле β г.н=2,5+ m/2 вычисляются значение β при известном значении m.
β г.н=2,5+1,5/2=3,25.
3. При известном β,задаваясь различными значениями h (от h1 до h7), по формулам
ω =(β+m) , χ =(β +2 )h, β г.н =2( -m)определятся соответствующие значения χ, ω, R. Затем вычисляются соответствующие значения W (значение W можно определить по справочным данным при известных величинах R и n). И, наконец, по формуле Q= ω W вычисляется значение Q,соответствующие задаваемые значения h. Таблица 1.1
Определение расхода в зависимости от глубины
h,м | ω,м | χ, м | R, м | W м/с | Q, м /с |
0.5 | 1.19 | 3.43 | 0.35 | 23.4 | 0.53 |
1 | 4.75 | 6.85 | 0.69 | 38.6 | 3.55 |
1.5 | 10.69 | 10.28 | 1.04 | 49.32 | 9.65 |
2 | 19 | 13.7 | 1.39 | 60.22 | 22.19 |
2.5 | 29.69 | 17.13 | 1.73 | 71.52 | 40.35 |
3 | 42.75 | 20.55 | 2.08 | 82.18 | 68.15 |
4 | 76 | 27.4 | 2.77 | 99.11 | 146.12 |
|
|
4. По данным табл. 1.1 строим график Q=f(h) (1.1).
На оси абсцисс находится точка, соответствующая заданному расходу Q (согласно заданию). С помощью графика на оси ординат определяется искомая глубина h0, которая является нормальной глубиной потока. Q =86; h0=3.35.
5.Вычисляем ширину канала по дну: b= β *h.
b=3.25*3.35=11 м.
Затем, учитывая, что Qр>10м /c, полученное числовое значение b округляется до стандартного значения (целого числа метров). Это значение принимается окончательно как ширина канала по дну b .
b =11м /с.
6. Уточняется нормальная глубина потока, обеспечивающая протекание заданного расхода в канале с принятыми геометрическими характеристиками поперечного сечения (bк, m, n), а также определяются средние скорости равномерного движения при Q , Q и Q . Для этого при известном значении b , задаваясь различными значениями h, используя методику расчета, изложенного в п.3, по формулам ω =(b+m h ) h ,
χ =b+2 h , R= ω / χ, V=W , Q= ω W вычисляются χ, ω, R и W, V и Q, соответственно.
Определение расхода и средней скорости в зависимости от глубины
h, м | ω,м | χ, м | R, м | W м/с | V, м/с | Q, м /с |
0.5 | 5.87 | 12.8 | 0.45 | 28.5 | 0.55 | 3.24 |
1 | 12.5 | 14.6 | 0.85 | 44.7 | 0.86 | 10.83 |
1.5 | 19.87 | 16.4 | 1.21 | 57.02 | 1.1 | 21.98 |
2 | 28 | 18.2 | 1.53 | 66.9 | 1.29 | 36.34 |
2.5 | 36.87 | 20 | 1.84 | 75.72 | 1.46 | 54.16 |
3 | 46.5 | 21.8 | 2.13 | 83.48 | 1.61 | 75.3 |
3.5 | 56.87 | 23.6 | 2.4 | 90.3 | 1.75 | 99.63 |
7. По данным таблицы строятся совмещенные графики V=f(h) и Q=f(h) (рис.1.2).С помощью графика Q=F(h) определяется уточненная нормальная глубина h , а с помощью графика V=f(h) – соответствующее значение средней скорости V р.
H =3.2,
V р=3.61.
8. Для заданной величины максимального (форсированного) расхода Q с помощью графика Q=f(h) (рис. 1.2.) определяются соответствующие нормальная глубина h и средняя скорость V , при которой возможен размыв русла. Подобным образом для Q определяются h и V , при которой вероятно заиливание канала.
|
|
Q =98.9 Q =43
h =3.45 h =2.2
V =1.74 V =1.35
9. По справочным данным, при известной глубине h , и характеристиках грунта, из которого построено ложе канала, определяется допускаемая (не размывающая) скорость течения V доп.
V =3.8
10. Определяется минимально допустимая не заиливающая скорость V . Для этого по справочным данным устанавливается гидравлическая крупность W для всех предельных значений фракций взвешенных наносов. По формуле W вычисляется средняя крупность W каждой фракции.
Значения средневзвешенной крупности W
d, мм | 0.5 | 0.25 | 0.1 | 0.05 | 0.01 |
W,мм/с | 53 | 27 | 8 | 2.9 | 0.15 |
Затем по формуле с учетом процентного содержания каждой
фракции P вычисляется средневзвешенная гидравлическая крупность . Устанавливается значение М, входящие в формулу:
= =2,85=мм/с =0,0029 м/с
При известных характеристиках поперечного сечения водотока b, m, h , по формулам ω =(b+m h ) h , χ =b+2 h , R= ω / χ, вычисляются ω , χ , и R . По формуле
определяется V .
µ= =0,0029 м/с
ω =(3,25+1,5*2,2)*2,2=12,716
χ =(3,25+2*2,2 )=9,95
R=12,716/9,95=1,31
V = =0,4 м/с
11. Имея V , V , V ., V , выполняется проверка на размыв и заиливание русла канала. Канал не размывается и не заливается, если выполняется условия
V =1,74 < V =3,8
и
V =0,4 > V =1,35