Пример выполнения лабораторной работы

Даны три участка

1. Длина участка l ¹ = 156 м. Отметка земли в начале участка м. Отметка земли в конце участка м. Расход на данном участке . В качестве укрепления выбраны ж/б плиты с n =0,012. Заложение откоса канавы m =1,5.

2. Длина участка l ² = 83 м. Отметка земли в начале участка совпадает с отметкой земли в конце первого участка м. Отметка земли в конце участка м. Расход на втором участке . Укрепление дна и стенок канавы совпадает с первым участком. Показатель откоса 1,0

3. Длина участка l ³ = 202 м. Отметка земли в начале участка м. Отметка земли в конце участка м. Расход на этом участке . В качестве укрепления выбраны ж/б плиты с n =0,016. Заложение откоса канавы m =1,1.

Запишем исходные данные в табличном виде.

Так как вода в конце первого участка никуда не испаряется, то она переходит на следующий. Таким образом, в конце второго участка будет расход со второго участка и с первого, аналогично в конце третьего будет расход с третьего и с предыдущих.

Далее по формулам 1 и 2 вычисляем относительную ширину по дну (для гидравлически наивыгоднейшего сечения и по расходу. Предварительно находим длину откосной части канавы m’.

В формулу 2 подставляем расход именно в конце участка.

Для определения глубины канавы и ширины по дну, определяем расходную характеристику и показатель степени в формуле Шези y.

Уклон дна канавы определим как разница отметок делённая на длину участка .

Далее определяем живое сечение для заданного расхода и гидравлически наивыгоднейшего

Для тех участков, где глубина канавы оказалась меньше 0,6 м., доводим её до требуемой глубины. Если ширина по дну оказалась меньше 0,4 м., то доводим её принудительно до требуемого значения.

Окончательно к дальнейшим расчётам принимаем значения выделенные жирным.

Пересчитываем значения площади живого сечения и определяем смоченный периметр, гидравлический радиус и коэффициент Шези.

Потому как на первом и втором участке глубина канавы одинаковая, то на этих участках уклон потока будет равен уклону земной поверхности. Для третьего участка уклон необходимо определить исходя из их увеличения глубины канавы в конце третьего участка. Глубина канавы в начале третьего участка будет равна глубине канавы на втором участке. Отметки дна канавы с учётом глубины будут равны (0,6м. глубина канавы на втором участке), . (0,6245 м. глубина канавы в конце третьего участка). Тогда уклон дна канавы на третьем участке будет равен

Далее определяем скорость течения воды и расход на каждом участке

Далее определяем разницу в процентах между заданным расходом и расчётным.

Из результатов видно значительное увеличение расчётного расхода и практически абсолютное совпадение расходов на третьем участке. Это связано с тем, что мы доводили размеры канавы на первых двух участках до требуемых значений, увеличивая их.

В результате расчёта необходимо представить графики изменения расчётных величин по участкам.

Составление таблицы для построения графиков поверхности, дна канавы, расхода воды, ширины дна и глубины канавы.

Графики строится по точкам, которые являются границами участков. Так как участков в примере три, следовательно, границ участков на 1 больше, значит четыре. Условно принимаем, что первая граница канавы лежит у начала какого-нибудь объекта – расстояние от первой точки до начала канавы равно нулю. Граница между первым и вторым участком лежит на расстоянии он начала равном длине первого участка. Расстояние до границы между вторым и третьим участком будет равно сумме длин первого и второго участков и т.д. Аналогично определяем отметки границ участков, учитывая, что отметка конца первого участка совпадает с отметкой начала второго участка и т.д. Отметки дна канавы определяем как разницу отметок границ участков и глубины канавы, учитывая, что глубина канавы в начале первого участка всегда равна 0,6 м.

Таблица 1. – Сводная таблица результатов