Определение длительности подготовительного периода

 

Длительность подготовительного периода определяется с помощью расчётного графика спада уровней Н = f(t), прилагаемого к заданию на проектирование. Этот период определяется отдельно для многочерпакового снаряда и для землесоса. За начало подготовительного периода принимается дата по расчётному графику спада уровней воды, соответствующая уровню начала подготовительного периода.

Уровень начала подготовительного периода H _Н.П.П определяется по формуле

(1.10)

где H _ОП – максимальная глубина опускания черпаковой рамы или сосуна, м;

h ₃ – запас выработки для многочерпаковых снарядов равный 0,1÷ 0,3 м. Для землесосных снарядов величина h₃ определяется зависимостью

(1.11)

где H _С – величина заглубления сосуна землесоса, м.

(1.12)

Здесь b_н – ширина приёмного отверстия сосуна, может быть принята 0,8 ÷ 1,5 м;

m _м – заложения мгновенного в данном случае принимается равным 1,5;

H _ПР – отметка проектного уровня над «0» графика опорного гидропоста, м.

Если полученное по расчёту значение H _Н.П.П. окажется выше отметки пика половодья, то за уровень начала подготовительного периода принимается отметка пика половодья или уровня, соответствующего дате окончания ледохода. За уровень окончания подготовительного периода принимается уровень, превышающий проектный на 0,5 м. Определив по расчётному графику спада уровней даты начала и конца подготовительного периода, устанавливаем его длительность в сутках.

1.5 Определение уровня окончания разработки переката и
соответствующей ему даты

 

Уровень окончания разработки данного переката определяется графическим путём.

На прилагающемся к заданию графике , т.е. зависимости глубин от уровней воды, построены 2 кривые

а) плановая кривая дифференцированных гарантий (кривая дифгарантии) –

б) расчётная (за многолетие) перекатная кривая связи фактических глубин на перекате с уровнями воды на ближайшем опорном гидропосту – .

Точка А пересечения указанных кривых соответствует уровню воды на графике, к наступлению которого перекат должен быть разработан. Этот уровень называется расчётным и обозначается Н _р. На кривой спада уровней воды определяется дата завершения дноуглубительных работ на перекате, соответствующая расчётному уровню. Величина превышения этого уровня над проектным уровнем является срезкой глубин.

 

Расчёт габаритных размеров выправительной трассы

 

Все элементы выправительной трассы рассчитываются при проектном уровне.

Ширина выправительной трассы определяется гидравлико–морфомет-рическим способом, предложенным К.В.Гришаниным для параболической формы сечения, характерной для слабоизвилистых устойчивых участков естественных русел рек, предложена формула

(1.13)

где В _б – бытовая ширина русла по гребню переката, м;

Т _б– средняя бытовая глубина на гребне переката, м;

T _г – гарантированная глубина, м.

Радиус кривизны выправительной трассы вычисляется по формуле

(1.14)

где – площадь поперечного сечения, проходящего по гребню переката в однорукавном русле, м²;

К – коэффициент, зависящий от типа руслового процесса и изгиба русла.

Окончательно радиус кривизны принимается после проверки соотношения

(1.14)

Определение расчётных уровней и расходов воды

 

В курсовом проекте предполагается расчёт высоких сооружений (весеннего регулирования). Поэтому расчётными являются как проектный уровень, так и уровень, соответствующий руслоформирующему расходу, т.е. уровень, при котором наблюдаются интенсивные деформации русла.

Алгоритм определения Q _рф по способу Н.И. Маккавеева следующий

1) по графику колебания уровней воды H = f (t) для года средней водности находим экстремальные навигационные уровни. Затем по кривой связи расходов и уровней воды Q = f (H) определяем расход для каждого уровня;

2) строим график Q ² = f (t), определяем площадь по формуле

(1.16)

3) определяем среднее значение расходов

(1.17)

4) по среднему значению расходов определяем руслоформирующий расход (Q _рф) и по кривой (Q = f(H)) – уровень, соответствующий Q _рф

 

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

 

2.1 Расчёт плана течений по методу М.А. Великанова

 

Расчёт и построение плана течений выполняется в последовательности приведенной ниже.

1. На плане переката последнего года намечаются поперечные сечения, располагаемые по возможности нормально течению: на подходе к перекату, в наиболее глубокой части верхней плёсовой лощины, на выходе из переката, в нижней плесовой лощине, в начале и конце прорези и 3 – 5 сечений в её пределах с учётом изменения рельефа дна.

2. По каждому из выполненных сечений строятся поперечные профили с учётом наличия прорези и отвала грунта, наносится расчётный уровень воды превышающий проектный на величину срезки. При пересечении поперечником оси отвала грунта его профиль строится с учётом площади прорези S _пр на данном поперечнике, принимая процент уноса равным 30 – 40% (т.е. S _отв = (0,6 – 0,7) S _пр), при этом ширина гребня отвала принимается равной 4 – 5 м, а значит, высоту отвала можно вычислить по уравнению 6 h ² + 4 h – S _отв = 0.

3. По кривой расходов Q = f(H) определяется расчетный расход воды Q _р, соответствующий расчетному уровню Н _р.

4. Расход воды в сечении выражаем равенством

(2.1)

где Q _р – расчётный расход, определяемый по расчётному уровню воды с помощью кривой расхода Q = f(H), м³/с;

J – продольный уклон свободной поверхности воды;

n – коэффициент шероховатости;

T _cр – средняя глубина реки между расчетными вертикалями, м;

В – ширина реки, м.

Обозначаем , интегрирование заменяем суммированием по участкам элементарной величины

(2.2)

а частный расход каждого участка

(2.3)

5. Поперечный профиль с нанесённой на него прорезью и отвалом разбивается на ряд участков по ширине с учётом рельефа дна (в точках перелома поперечного профиля), после чего определяется

- ширина каждого участка ;

- его средняя глубина Т _ср, равная площади участка, делённой на ширину;

- значение .

Все значения суммируются, и определяется величина

(2.4)

После этого определяется по каждому участку (формула 2.3), а затем – . В конце последней строки записанное значение должно быть равно Q _р или максимально близко к нему по значению.

6. По полученным в таблице, расположенной ниже поперечного профиля, значениям над поперечным профилем строится интегральная кривая расходов. Для этого на вертикальной оси откладывается в определенном масштабе Q _р.

7. Задавшись числом равнорасходных струй m = 6 ÷ 8, разобьём на это число значение расхода Q _р и снесём границы струй сначала по горизонтали на интегральную кривую расхода, а с неё по вертикалям – на расчётный и проектный уровни воды. Точки пересечения вертикалей с проектным уровнем дают границы струй. Эти точки переносятся на соответствующий поперечник на плане. Такие расчёты и графические построения повторяются для всех поперечников.

8. Полученные на плане точки, соответствующие границам струй, соединяются плавными линиями, все струи затушёвываются в разные цвета, а струи, попадающие в прорезь, выделяются по границам красным цветом.