График движения волны прорыва

Графики движения волны прорыва показывают изменения основных параметров волны по длине реки. Они могут строиться на всю длину распространения волны проры­ва или для участка реки.

Графики движения волны прорыва строятся на плоскости Z-L-T (рис. 2.3.4.2),

где L - расстояние от гидроузла - откладывается на осиабсцисс;

Z - отметки уровня - используется левая ось координат;

Т - время с момента разрушения - отмечается на правойоси ординат.

Основой графика является продольный профиль реки, построенный в плоскости Z - L, на которой наносят максимальный уровень воды в расчетных створах при движении волны прорыва.

В плоскости L – Т строятся графики движения фронта, гребня и хвоста.

В некоторых случаях строятся упрощенные графики движения во­лны прорыва, где вместо оси Z (уровней) применяют ось Н (глу­бины потока). При этом не строится продольный профиль реки.

Графики движения волны прорыва позволяют определить параме­тры волны прорыва в любом промежуточном створе реки, что можнопродемонстрировать на плакате.

 

Рис. 2.3.4.2. График движения волны прорыва

 

Графики интенсивности изменения характеристик затопления во времени

 

Графики интенсивности изменения характеристик затопленияво времени строятся обычно для глубины затоплений Н, ширины затопления В и скорости течения V. То есть строятся графики глубины, ширины и скорости течения за время прохождения волны прорыва в заданном створе (рис. 2.3.4.3):

Н = Н (Т); В = В (Т); V = V (T).

Рис. 2.3.4.3. Графики интенсивности изменения характеристик затопленияво времени

Эти графики обычно используются для оценки изменения параметров волны прорыва во времени.

Гидравлика мостов

 

При пересечении автомобильных и железных дорог с реками и другими водными преградами возводятся комплексы инже­нерных сооружений, называемые переходами через водотоки. В их состав обычно входят искусственные сооружения, подходы к ним, регуляцион­ные и защитные сооружения. Наиболее широкое распространение полу­чили мостовые переходы, где в качестве искусственных соо­ружений применяются мосты.

По роду транспорта мостовые переходы под­разделяются на автодорожные, железнодорожные, совме­щенные, на городские переходы, переходы для нефте- и га­зопроводов.

По сроку действия в течение года различают высоко- и низководные мостовые переходы. Высоководные мостовые переходы обеспечивают движение по трассе в те­чение всего года, включая и период пропуска высоких вод. Этот вид переходов является преобладающим. На низ­ководных мостовых переходах, затопляемых при про­пуске высоких вод, движение транспорта на это время пре­кращается.

Мостовые переходы различаются схемой пропуска потока через сооружения перехода. Наиболее распространенной для высоководных мостов является схема, в которой мостом перекрываются русло реки и незначительные участки пойм, а основная часть пойм - земляными насыпями подходов (рис. 4.1.1.1, а). Весь идущий по водотоку расход пропуска­ется отверстием моста. Другая схема, также относящаяся к высоководным мостовым переходам, предусматривает де­ление потока на части и пропуск их через два или более число отверстий, устраиваемых в составе мостового перехода и называемых групповыми отверстиями (рис. 4.1.1.1, б). В этом случае мосты, располагаемые на пой­ме или на протоках (вне главного русла), называют пойменными. Для низководных мостовых переходов при­меняется схема, предусматривающая пропуск части расхода при высоких уровнях переливом через насыпи подходов (рис. 4.1.1.1, в), а иногда и через искусственные сооружения (рис. 4.1.1.1, г) низководных мостовых переходов.

 

 

Рис 4.1.1.1. Гидравлика мостов

 

Условия работы мостовых переходов определяются видом и строением русла, типом руслового процесса, а также ха­рактером потока и его параметрами.

В зависимости от вида водной преграды бывают мосто­вые переходы через равнинные, предгорные, горные реки, водохранилища, озера и т. п. Во время паводков потоки на равнинах и предгорных реках характеризуются числами Рейнольдса Re=vh/ν=10⁵-10⁶, что свидетельствует о раз­витом турбулентном режиме движения паводочных волн, и значениями параметра кинетичности П_к=v²/(gh)=10^-2-10^-3, соответствующими спокойному энергетическому состоянию потока. У предгорных рек чаще всего отсутствует пойма, а русло неустойчиво, имеет рукава и потоки, меняю­щие свою форму и местоположение. Горные реки обычно те­кут в узких долинах, имеют высокую скорость потока, пе­ремещающего по дну крупные камни.

Потоки, пропускаемые сооружениями мостовых перехо­дов, обычно являются неустановившимися, с различной сте­пенью нестационарности. Среди них наиболее распространены паводки. Движение по руслу паводочной волны зависит от строения русла и поймы - неровностей поймы, наличия стариц, русловых проток, ста­рых береговых валов и грив, различных возвышенностей и массивов растительности. При определенной совокупности признаков возможно образование вторичных течений, за­стойных замкнутых зон и т. д. Русловый и пойменный по­токи, резко различающиеся по скоростям течения и глуби­нам, взаимно влияют друг на друга.

При расположении мостовых переходов в нижних бье­фах плотин вследствие регулирования стока на этих соору­жениях потоки, пропускаемые через отверстия мостов, яв­ляются неустановившимися, т. е. волнами наполнения и отлива. При разрушении водоподпорного соору­жения (плотины) отверстие моста будет работать на пропуск резко нестационарного потока — волны прорыва. При рас­положении мостовых переходов в низовьях рек, в том чис­ле впадающих в водохранилища, за счет изменения уровней в водоеме, например при работе гидроэлектростанции, от­верстия мостов будут работать на пропуск неустановивших­ся медленно изменяющихся потоков - волн подпора и излива с возможным периодическим изменением направле­ния движения потока в отверстии моста на обратное.