РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЛУЗАПРУДЫ, Расчет высоты полузапруды - Коренное улучшение затруднительного участка реки комплексом дноуглубительных и выправительных работ

Расчет элементов полузапруды, возведенной из намывного или насыпного грунта, сводится к определению высоты полузапруды и крупности материала крепления ее гребня, а также к проверке отметки гребня полузапруды на пропуск весеннего ледохода.

Высота полузапруд определяется при расчетном уровне воды на 1,5 м выше среднемеженного уровня HСр. м, при котором они начинают активно перераспределять расход по ширине реки. Расчет выполняется на примере одной полузапруды, створ которой проходит по гребню переката.

В данной работе разница расчетного и проектного уровней составляет 2,0 м (НСр. м = 0,6 м, НПр = 0,1 м, НР = 0,6 + 1,5 ? 0,1 = 2,0 м), а за расчетную принимается полузапруда 6.

Расчет высоты полузапруды

Высота полузапруды определяется по способу ЛИВТа в следующей последовательности:

    1) Вычерчивается поперечное сечение в створе полузапруды, на котором показываются проектный и расчетный уровни, а также полузапруда и выправительная трасса. 2) Строится интегральная кривая распределения расхода воды при расчетном уровне HР = HСр. м + 1,5 м и определяется расход воды QСв. б, проходящий в пределах выправительной трассы в бытовом состоянии русла, а также площадь ЩСв этой части поперечного сечения.

При построении интегральной кривой необходимо помнить, что полный расход Q, проходящий при расчетном уровне HР через поперечное сечение шириной B выражается интегралом:

Q = K - ?H3/2 - Db ? K - УH3/2 - ДB.

Величина K определяется как отношение заданного расхода воды к величине интеграла:

K = Q / (УH3/2 - ДB).

Для построения интегральной кривой распределения расхода воды на характерных вертикалях вычисляют значения H3/2. Подсчитывают средние значения (H3/2)Ср в отсеках, расположенных между смежными вертикалями, и для каждого из них вычисляют произведения ДB - (H3/2)Ср, где ДB - ширина отсека (расстояние между смежными вертикалями).

Последовательно суммируют значения вычисленных произведений ДB - (H3/2)Ср, то есть таким образом вычисляют значение интеграла ?H3/2 - Db ? У ДB - (H3/2)Ср для всего поперечного сечения шириной B.

Вычисляют значение коэффициента K для данного поперечного сечения при известном полном расходе воды Q. Затем определяют значения ординат интегральной кривой распределения расхода воды по ширине русла путем умножения результатов последовательного суммирования величин ДB - (H3/2)Ср на значение коэффициента K. При этом в конце поперечного сечения должен получиться полный расход воды Q = K - У ДB - (H3/2)Ср.

По данным вычислений строится интегральная кривая распределения расхода воды в поперечном сечении русла и графически определяется значение расхода воды QСв. б.

3) Подсчитывается потребный расход воды в пределах выправительной трассы QСв, который может обеспечить необходимый размыв дна в пределах судового хода: QСв = ЩСв - VР (где VР - потребная для размыва дна расчетная скорость). Расчетная скорость определяется по формуле:

VР = 0,8 - KЗап - VРазм,

Где

KЗап - коэффициент запаса, принимаемый равным 1,2 ч 1,4;

VРазм - размывающая скорость.

Размывающая скорость вычисляется по соотношению

VРазм = 1,3 - VНр,

Где VНр - неразмывающая скорость, определяемая по формуле В. Н. Гончарова:

VНр = 3,0 - (T - D50 / D90)0,2 - (D50 + 0,0014)0,3,

Где

D50 и D90 - диаметры частиц грунта, обеспеченные соответственно на 50 и 90 % по кривой гранулометрического состава (указаны в задании);

T = TГ + (HР ? HПр) - глубина потока на судовом ходе при расчетном уровне.

По заданию D50 = 0,90 мм, D90 =1,60 мм. Коэффициент запаса KЗап = 1,4.

T = 1,6 + (2,1 ? 0,1) = 3,6 м;

VНр = 3,0 - (3,6 - 0,0009 / 0,0016)0,2 - (0,0009 + 0,0014)0,3 = 0,56 м/с;

VРазм = 1,3 - 0,56 = 0,73 м/с;

VР = 0,8 - 1,4 - 0,73 = 0,81 м/с;

QСв = 444,45 - 0,81 = 361,34 м3/с.

4) Вычисляется основной показатель работы затопленной полузапруды по перераспределению расхода воды по ширине русла по формуле:

KСв = QСв / QСв. б = 361,34 / 452 = 0,8.

Если при расчете получилось значение коэффициента KСв ? 1,0, то в курсовом проекте при выполнении дальнейших расчетов необходимо условно принять значение KСв = 1,1, что и было сделано в данной работе.

5) Подсчитываются коэффициенты, характеризующие степень затопления полузапруды

KСл = ЩСл / ЩП

И степень стеснения потока

M = ЩП / ЩГ.

Для этого вычисляются величины: щп - часть площади поперечного сечения, перекрываемая полузапрудой; щсл - часть площади поперечного сечения, расположенная над гребнем полузапруды до расчетного уровня воды; щг - полная площадь поперечного сечения при уровне воды вровень с гребнем полузапруды.

Для определения коэффициентов Kсл и m задаются тремя отметками гребня полузапруды ZГ в интервале между проектным HПр и расчетным HР уровнями.

Гребень полузапруды принимается горизонтальным. Результаты расчетов сводятся в табл. 5.

В данной работе приняты следующие отметки гребня полузапруды:

ZГ1 = HПр, ZГ2 = HСр. м и ZГ3 = HР.

Таблица 5

Значения коэффициентов, характеризующих степень затопления полузапруды KСл и степень стеснения потока полузапрудой M

№ п. п.

Отметка гребня ZГ, м

ЩП, м2

ЩСл, м2

ЩГ, м2

M

KСл

1

0,1

23,10

158,45

200,70

0,1151

6,8592

2

0,6

55,63

125,92

298,12

0,1866

2,2637

3

2,1

181,55

0

626,00

0,2900

0

6) Строятся кривые зависимости KСл = F1(ZГ), M = F2(ZГ), KСл = F3(M). На этот график наносят опытную прямую KСл = F4(M, KСв), которая соответствует подсчитанному значению параметра KСв.

Пересечение кривой KСл = F3(M) и прямой KСл = F4(M, KСв) определяет искомую расчетную отметку гребня полузапруды ZГ.

ZГ = HПр + 0,87 = 0,1 + 0,87 = 0,97 м ? 1,0 м.

Похожие статьи




РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЛУЗАПРУДЫ, Расчет высоты полузапруды - Коренное улучшение затруднительного участка реки комплексом дноуглубительных и выправительных работ

Предыдущая | Следующая