Определение отметки гребня запруды



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Определение отметки гребня запруды



При пропуске меженного расхода воды запруды обычно работают в потоке в качестве незатопленных или затопленных водосливов с широким порогом. С повышением уровня и увеличением расхода воды вероятной становится работа запруды в качестве затопленных водос­ливов с широким порогом и практического профиля.

Вид водослива (рис. 11.19 [1]), в стадии которого работает запруда, зависит от отношения напора Н к ширине гребня запруды bг.

Отношения (Н / bг) ≤ 0.5 соответствуют случаям работы запруды в потоке в стадии водослива с широким порогом, а отношения (Н / bг) > 0.5 - случаю работы запруды в качестве водослива практического профиля. Условия, при которых водосливы оказывают­ся затопленными, имеют вид: 1) для водослива с широким порогом (hп / H) ≥ 0.8 (где hп - высота подтопления); 2) для водос­лива практического профиля - hп > 0 и отношение (ΔZз / Рн)< 0,7 (где Рн - высота запруды над дном ниж­него бьефа).

Отметка гребня запруды Zг находится как разница отметки верхнего бьефа Zвб и напора Н на запруде

 

(17)
Значение напора на запруде Н вычисляются по формуле водослива:

(18)

где σп - коэффициент подтопления;

mр - коэффициент расхода;

b - ширина водослива по длине запруды;

V0 - скорость течения на подходе потока к створу запруды.

Коэффициент подтопления σп, зависящий от напора и положения уровня в нижнем бьефе запруды, находится по графику σп = f(hп/H), который представлен рис.12. Значение коэффициента расхода mр, зависящие от ширины гребня и конструк­ции запруды, для водослива практического профиля (при H/bг > 0,5) отделяются по графину mр = f(Н/bг) с учетом заложения низового откоса запруды mн. График mр = f (Н/bг) представлен на рис.13. В случае работы запруды в качест­ве водослива с широким порогом (при H/bг ≤ 0,5) значение коэффициента расхода принимается постоянным mр = 0,34.

Для вычисления скорости подхода V0 заданный расход должен быть поделен на площадь ωвб живого сечения верхнего бьефа:

(19)

 

 
 

Рис. 12. График зависимости коэффициента σп = f(hп/H): 1 – при водосливе практического профиля; 2 – при водосливе с широким порогом

 

 
 

 

Рис. 13. График зависимости коэффициента mр = f(H/bг): 1 – при вертикальном и одиночном заложении низового откоса; 2 – при двойном заложении низового откоса

 

Ширина водослива при определении напора на запруде по формуле (18) принимается равной b = (0,7÷0,8)B, где В - ширина несудоходного ру­кава в створе запруды при уровне верхнего бьефа (этим соотноше­нием учитывается, что при меженных уровнях прикорневые части зап­руды обсушены).

Для определения величины В на расчетном профиле сечения в створе запруды наносится линия, соответствующая уровню верхнего бьефа (рис.11). Для этого от линии расчетного среднемеженного уровня Hср.м необходимо отложить разницу между отметкой верх­него бьефа и отметкой свободной поверхности при бытовом состоянии в условной системе высот в створе запруды . Значение берется из табл. 5 для сечения в створе запруды. Схема, поясняющая определение ширины В представлена на рис.11.

Расчет напора на запруде Н по формуле (18) приходится выполнять подбором, так как до выполнения расчета неизвестен тип водослива, опреде­ляющий величину коэффициента расхода mр, а также не решен вопрос о затопленности водослива, а, соответственно, неизвестен и коэффициент подтопления σп.

Расчет в этом случае сводится к следующему:

1. Задаются формой водослива, т.е. шириной по гребню bг и заложением верхового mв и низового откосов mн. В курсо­вом проекте предполагается возведение запруды из каменной наброски с устройством расстилочного тюфяка в основании. Запруда из каменной наброски в поперечном профиле имеет форму трапеции с ши­риной по гребню 1.5÷4.0 м и откосами: верховым (напорным) от 1:1 до 1:1.5; низовым (сливным) от 1:1.5 до 1:2. В курсовом проекте ширина по гребню принимается равной bг =2.0 м, а зало­жение верхового и низового откосов, соответственно, mв=1 и mн=2.

2. Определяют ширину несудоходного рукава в створе запруды В при уровне верхнего бьефа и вычисляют ширину водослива по длине запруды b. Для этого на отдельном листе миллиметровки в крупном масштабе вычерчивается поперечный профиль сечения в створе запруды и показывается все уровни воды (см. рис.11).

3. Вычисляют скорость течения V0 на подходе к запруде по формуле (19). Для этого предварительно определяют площадь живого сечения верхнего бьефа ωвб.

4. Подбор величины напора на запруде Н по формуле (18) начинают с предположения, что запруда работает как незатопленный водослив с широким порогом. В этом случае σп = 1.0 и mр = 0.34. Подставляют эти значения в формулу (18) и вычисляют значение напора Н. Затем выполняют проверки затопленности водослива и типа водосли­ва. Если в результате подсчета по формуле окажется, что Н ≤ 0,5bг (отвечает случаю работы запруды в качестве водослива с широким порогом) и при этом отношение (hп / Н) ≤ 0.8 (соответствует водосливу с широким порогом в незатопленном состоянии), то найденное значение напора Н является окончательным. Высоту подтопления hп вычисляют по зависимости hп = (Н - ΔZз).

Если указанные условия не соблюдаются, то необходимо зада­ваться новыми значениями напора Н для определения коэффициен­тов σп и mр и расчет по формуле (18) повторять до тех пор, пока значение Н, которым задавались, совпадет с таковым, полученным по формуле (18).

В этом случае задачу подбора величины напора можно упростить, если решить ее графически. Для этого надо задаться 3-4 значениями полного напора Н0 (с учетом скорости подхода), подсчитать отвечающие им значения hп = (Н0 - ΔZз), (hп0) и найти по графику значения коэффициента подтопления σп. Для водослива практического профиля (Н > 0.5bг) находят кроме того и зависящие от величины Н0 значения коэффициента расхода по графику mр = f (Н/bг). Напомним, что для водослива с широким порогом mр = 0.34 является постоянным.

Далее вычисляют значения расходов воды Q по формуле водослива:

(20)

и найденные 3-4 значения расхода воды Q наносятся на график в зависимости от заданных значений Н0, и по полученным точкам проводится кривая Q = f(H0). Искомая величина полного напора Н0 снимается с кривой по заданному проектному расходу в несудоходном рукаве Qнсп. Так как расчет дает величину напора с учетом скорости подхода (полный напор), то для получения напора Н необходимо воспользоваться соотношением

(21)

Расчеты расхода Q удобно свести в табл. 8.

 

Таблица 8



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.95.131.146 (0.004 с.)