2015-10-14
907
В зависимости от гидравлических условий, создающихся при возведении сооружений, и состояния потока глубины по его длине могут увеличиваться (кривая подпора) или уменьшаться (кривая спада).
Форма кривой свободной поверхности устанавливается на основе анализа дифференциального уравнения неравномерного движения третьего вида
, (1.4)
где 
, 
.
При этом тип кривой свободной поверхности зависит от зоны, в которой находится фиксируемая глубина 
Равенство числителя нулю в уравнении (1.4), когда 
и при этом 
, соответствует равномерному движению. Если знаменатель стремится к нулю, то 
и свободная поверхность скачкообразно повышается (или понижается). В первом случае происходит переход потока из бурного состояния в спокойное – так называемый гидравлический прыжок, во втором – образуется водопад.
Когда числитель и знаменатель не равны 0, возможны различные сочетания знаков числителя и знаменателя. При 
глубина вдоль потока непрерывно и плавно увеличивается (кривая подпора), а при 
непрерывно и плавно уменьшается (кривая спада).
|
|
|
При неравномерном движении в русле с прямым уклоном (
) различают три случая, характеризуемыми условиями:
и 
.
При этом получаем три возможные формы кривой свободной поверхности: кривые подпора 
, 
и кривую спада 
.
и 
.
Здесь также получаем три возможные формы кривой свободной поверхности: кривые подпора 
, 
и кривую спада 
.
и 
.
Здесь получаем две возможные формы кривой свободной поверхности - кривые подпора 
, 
. В случае широкого прямоугольного русла, если считать, что коэффициент Шези 
не изменяется с глубиной (
), кривые подпора превращаются в прямые горизонтальные линии.
Таким образом, вопрос о форме свободной поверхности решаем путём сопоставления фактической глубины потока 
с глубинами 
и 
:
В нашем случае 
и 
, значит в русле образуется кривая спада типа .
