Расчёт понижения уровня воды в результате разработки прорези

При устройстве прорези, вследствие изменения гидравлических элементов потока (уклоны, скорости) и увеличения живого сечения на величину площади поперечного сечения прорези, происходит понижение уровня на некоторую величину Δ H. Поэтому, при прорезях значительных размеров, а также на криволинейных участках и при больших уклонах реки, это понижение уменьшает глубину на прорези на величину Δ H.

В качестве расчётного сечения принимается поперечный профиль, находящийся как можно ближе к середине прорези (условный гребень переката).

При небольших габаритах прорези (при соотношении длины к ширине до 3) это понижение Δ H, можно приближённо определить по приращению живого сечения. До работы средняя глубина в сечении

или (2.16)

где ω – площадь живого сечения при расчётном уровне, м²;

В – ширина русла поверху при расчётном уровне, м.

После работы площадь живого сечения, с учётом прорези и снижения уровня, будет

(2.17)

Считая, что величина В изменяется незначительно, условно приравниваем , откуда получаем зависимость

(2.18)

где В _пр – ширина прорези, м;

Раскрывая скобки, и сокращая правую и левую части равенства на Bh ₀, получим расчётное выражение по определению понижения уровня Δ H, м

(2.19)

Для прорезей значительных габаритов, величина понижения уровня определяется по методу, изложенному ниже.

Рис. 1 – Расчётный продольный профиль по оси прорези

- Δ H ₀ – естественное падение уровня до дноуглубительных работ, м;

- Δ H – снижение уровня в начале переката после дноуглубительных работ, м.

Для снижения уровня переката необходимо знать Δ H ₀, h ₀, Δ h ₀. Для этого по ранее сделанному для построения плана течений поперечному сечению русла на перекате и таблице при нём выписываем значения ω, В, .

На основе задания или справочных данных принимаем значение коэффициента шероховатости n рассматриваемого участка реки, либо определяем его по формуле Маккавеева-Караушева

(2.20)

Здесь d _ср – средний диаметр частиц донных отложений (d _50%), мм.

Затем находим

- среднюю глубину

(2.21)

- снижение уровня от увеличения живого сечения

(2.22)

- бытовой уклон

(2.23)

Значение Δ H ₀ определяется из выражения

Δ H ₀ = I × L _пр (2.24)

Для определения ΔH используем следующую зависимость

(2.25)

Это уравнение решается графическим методом, для чего задаёмся 3–4 значениями Δ H и, подставляя их в левую часть формулы, находим значение её правой части (получая значения, отличные от «1» - больше или меньше). По принятым величинам Δ H и рассчитанным значениям правой части строим кривую.Из точки, соответствующей значению «1» на горизонтальной оси Х восстанавливаем перпендикуляр до построенной кривой, точка их пересечения и даёт на вертикальной оси искомую величину понижения уровня Δ H.

Если по расчёту окажется, что понижение уровня Δ H более 5 см (точность промера), то производится дополнительное переуглубление на эту величину и определяется соответствующий объём грунта.