Определение общего расхода воды Q и скорости течения

в главном русле V_р.

Для каждого из горизонтов высоких вод (H _max, H_min, H_i) определяют:

а) длину участка морфоствора L_i, м (пойм и русла по продольному профилю).

Рис. 1.3 Схема к определению длины участка морфоствора

L_л.п. – длина левой поймы; L_р – длина русла; L_п.п. – длина правой поймы

б) среднюю глубину потока на участке морфоствора h_ср, м (как среднее арифметическое глубин на каждом из участков).

в) площадь живого сечения ω_i , м² , (определяемое как произведение длины участка на среднюю глубину потока на рассматриваемом участке)

Элемент моста	ПК+		h		l	ω
Левая пойма	0+00	70,1
1+00	65,9
2+00	63,1
3+00	66,2
4+00	70,1
5+00	77,0
6+00	73,0
7+00	69,2
8+00	60,1
8+50	50,6	3,9
			4,3
9+00	49,8	4,7
			4,95
10+00	49,3	5,2
			5,2
11+00	49,3	5,2
			4,8
12+00	50,1	4,4
			4,35
14+00	50,2	4,3
			4,25
16+00	50,3	4,2
			4,15
18+00	50,2	4,1
			4,25
Русла	20+00	50,1	4,4
			5,35
20+20	48,2	6,3
			6,65
20+60	47,5
			7,2
21+00	47,1	7,4
			7,45
21+80	47,0	7,5
			5,95
22+00	50,1	4,4
			4,3
Правая пойма	24+00	50,3	4,2
			4,6
25+00	49,5
			4,8
26+00	49,9	4,6
			4,45
27+00	50,2	4,3
			4,25
29+00	50,3	4,2
			4,3
30+00	50,1	4,4

, м²(1.3)

Рис. 1.4 Схема к определению площади живого сечения ω_i

г) среднюю скорость потока V_i, м/c на участке морфоствора

,м/с (1.4)

где

m_i - коэффициент шероховатости на участке морфоствора (табл.3 задания на курсовой проект).

I - уклон реки (таблица 3 задания на КП)

д) средний расход воды на каждом из участков морфоствора

Q_i, м³/с

, м³/с (1.5)

Данные расчетов сводят в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Отметка горизонта высоких вод, Hi, м	Элемент морфост-вора	Параметры морфоствора	Средняя скорость потока Vi, м/c	Средний расход воды Qi, м^3/c
длина Li, м	средняя глубина hi, м	площадь живого сечения ωi, м^2
H1= 54,5	левая пойма		4,4		0,36
русло		5,6		0,53
правая пойма		4,4		0,36
å1,25	å3984
H2 =53,5	левая пойма		3,5		0,37
русло		4,7		0,54
правая пойма		3,5		0,37
å1,28	å3079
H3 =52,5	левая пойма		2,5		0,41
русло		3,7		0,55
правая пойма		2,5		0,41
å1,37	å2563
H4 =51,5	левая пойма		1,5		0,55
русло		2,8		0,59
правая пойма		1,5		0,55
å1,69	å2050
H5 =50,5	левая пойма
русло		1,8		0,71
правая пойма
å0,71	å487
H6 =49,5	левая пойма
русло		0,8		2,85
правая пойма
å2,85	å886

По каждому из горизонтов высоких вод в графе 7 определяют суммарный расход воды Q_общ.

Q_общ = Q_л.п + Q_р + Q_п.п, м³/с (1.6)

Где: Q_л.п и Q_п.п – соответственно, расходы воды в левой и правой поймах, м³/c

Q_р - расход воды в русле, м³/c

Н₁=Q₁ = 1840 + 1185 + 959=3984

Н₂=Q₂ = 1319+ 994 + 766=3079

Н₃=Q₃ = 1158+ 798 + 607=2563

Н₄=Q₄ = 930+ 628 + 492=2050

Н₅=Q₅ = 487

Н₆=Q₆ = 886

По данным таблицы 1.1 строят график зависимости общего расхода воды (Q) и скорости течения в главном русле (Vр) от горизонтов высоких вод (Hi).

Рис 1.5 График зависимости Q= f (H) и V_р= f (H)

2. Определение расчетного расхода воды заданной вероятности превышения. Определение расчетного горизонта высоких вод Н_ргвв.

Методы расчета максимального стока делят на методы математической статистики и вероятностные методы с применением теории вероятностей. Методы математической статистики используют при наличии длительных наблюдений. При недостатке исходных данных применяют вероятностные методы.

Совершенствование методов определения максимальных расходов в значительной мере свелось к поиску способов наиболее адекватного отражения закономерностей распределения вероятностей в различных условиях формирования на основе выборки ограниченного объема. В качестве такой закономерности проф. Соколовским Д.Л. было предложено ввести в проектную практику использование уравнений английского математика Ч. Пирсона. При этом использовали кривую третьего рода, основанную на биноминальном законе распределения вероятностей случайных событий.

Точность вычисления параметров ряда расходов, а следовательно, и расчетных расходов зависит от числа членов ограниченного ряда наблюдений, по которому они определяются. Чем меньше число членов ряда, тем больше погрешность вычисления, т.е. тем больше могут отклоняться значения параметров ряда и расхода от тех значений, которые соответствуют бесконечному сроку наблюдений за режимом водотока.

Вероятность превышения расчетного расхода воды в реке Р принимается для средних и больших мостов на дорогах I - III категорий – 1 %, IV - V категорий – 2 %.

Расчетный расход воды заданной вероятности превышения Q_р, м³/c, определяется по формуле:

, м³/с (2.1)

где

Q_ср. - средний расход воды за период наблюдений в n лет, м³/c (по заданию период наблюдений составляет 20 лет).

, м³/с (2.2)

где: Q_j - расход воды j -го года, м³/c (определяется по графику связи

Q = f (H) по рис. 1.2 в зависимости от отметки горизонта высоких вод H_i за период наблюдений в n лет)

C_v - коэффициент вариации или изменчивости расходов воды

, (2.3)

,

К_j - среднеквадратичное отклонение всех максимальных расходов за период наблюдений в n лет от их среднего значения

(2.4)

Ф - функция Фостера

Влияние коэффициента вариации C_v и наименьшего максимального расхода на значение табличной функции Фостера Ф учитывается путем предварительного вычисления еще одного параметра ряда расходов, называемого коэффициентом асимметрии С_s

Значение функции Фостера зависит от коэффициента асимметрии С_s, вероятности превышения расчетного расхода р и приведены в таблице 1 (приложение 1)

Коэффициент асимметрии С _s , равный только для биноминальной кривой, вычисляется по формуле:

(2.5)

Данные расчетов сводим в таблицу 2.2

Таблица 2.2

Год наблюде-ния	Уровень воды, см	Абсолют-ная отметка гори-зонта вы-соких вод, м	Расход воды для соот-ветст-ующего го-ризонта высоких вод, м^3/с	Ранжи-о-ванный. расход, м^3/ с		Кj- 1	(Кj-1)^2
		50,5			1,5	0,5	0,25
	50,6			1,4	0,4	0,16
				1,28	0,28	0,0784
				1,26	0,26	0,0676
	51,2			1,23	0,23	0,0529
	51,7			1,09	0,09	0,0081
	50,8			1,09	0,09	0,0081
	51,1			1,06	0,06	0,0036
	52,5			1,04	0,04	0,0016
	51,8			0,94	0,06	0,0036
	50,7			0,92	0,08	0,0064
	51,3			0,89	0,11	0,0121
	51,1			0,89	0,11	0,0121
	52,7			0,85	0,15	0,0225
	53,1			0,8	0,2	0,04
	51,9			0,8	0,2	0,04
	50,3			0,77	0,23	0,0529
	50,8			0,15	0,25	0,0625
	53,5			0,72	0,27	0,0729
	50,9			0,72	0,27	0,0729
			å41400	å20		å1,04

По графику связи Q = f (H) (рис 1.2) в зависимости от значения расчетного расхода заданной вероятности Q _р определяется расчетный горизонт высоких вод H_РГВВ. H_РГВВ =54,1

Дата добавления: 2015-08-21