Створах и определение возможной продолжительности лесосплава.

Река разбита на два участка, на каждом из них лимитирующий створ. Для организации первоначального лесосплава необходимо определить в этих створах и в створе запани продолжительность лесосплава, средние значения поверхностных скоростей течения, ширину русла, глубин и расходов. С этой целью вычерчиваем поперечный профиль для каждого расчётного створа реки по данным пункта 2.4 задания.

Для каждого створа определяем среднюю отметку дна меженного русла Z_ср по зависимости (2.стр.10): Z_ср = SZ / n (1.8)

где: SZ – сумма всех отметок дна меженного русла в промерных точках (из задания 2.4); n – число промерных точек.

Для первого створа:

Z_ср1 = (33 + 31 + 28,5 + 27,8 + 26,9 + 27,2 + 28,5 + 31,4 + 32,8) / 10 = 29,4 м;

Для второго створа:

Z_ср2 = (57,2 + 52,7 + 51,7 + 51,5 + 51,9 + 51 + 57,3 + 58) / 8 = 53,9 м;

Для третьего створа:

Z_ср3 = (42,1 + 38,2 + 37,1 + 36,7 + 36,8 + 37,3 + 38 + 42) / 8 = 38,5 м.

Нижний расчётный уровень воды должен возвышаться над средней отметкой меженного русла на 0,5 м, все последующие уровни назначаем через каждые 0,6 м на лимитирующих створах и через 1 м в створе запани. Ширину реки В при расчётных уровнях устанавливаем в соответствии с масштабом по поперечному профилю.

Площадь живого сечения w для каждого расчётного уровня определяем по следующим зависимостям (2.стр.10).

Для первого уровня: w₁ = В₁(Z₁ - Z_ср), (1.9)

Для второго уровня: w₂ = w₁ + 0,5(В₁ + В₂)(Z₂ – Z₁), (1.10)

Для третьего уровня: w₃ = w₂ + 0,5(В₂ + В₃)(Z₃ – Z₂), (1.11)

Для четвёртого уровня: w₄ = w₃ + 0,5(В₃ + В₄)(Z₄ – Z₃), (1.12)

Для пятого уровня: w₅ = w₄ + 0,5(В₄ + В₅)(Z₅ – Z₄). (1.13)

Среднюю глубину реки для каждого расчётного уровня определяем по отношению (2стр.11): h_ср = w / В (1.14)

где: w, В – площадь живого сечения и ширина, соответствующие расчётному уровню.

Расход воды (2.стр.11): Q = wV, (1.15)

где: V – средняя скорость потока, м / с; V = С (1.16)

где: С – коэффициент Шези;

j – уклон свободной поверхности, из задания (табл. 2.5);

R – гидравлический радиус, равный средней глубине реки в расчётном створе.

Коэффициент Шези С определяем по формуле (5.стр.57):

С = (1 / n)h_ср^0,25 (1.17)

где: n – коэффициент шероховатости, из задания (табл.2.5).

Расчётные гидрологические характеристики лимитирующих створов при различных отметках уровней.

Таблица 1.3

Отметки расчёт- ных уровней Z, м	Ширина реки по урезу воды В, м	Площадь живого сечения реки w, м^2	Средняя глубина реки hср, м	Коэффи-циент Шези С, м	Средняя ско- рость потока V, м / с	Расход воды Q, м^3 / с
Створ № 1 Zср = 29,4 м
29,9 30,5 31,1 31,7 32,3	56,0 61,5 67,5 70,2 76,0	22,4 57,5 96,35 137,66 181,52	0,4 0,93 1,42 1,96 2,38	31,6 39,2 43,6 47,2 49,6	0,26 0,50 0,69 0,88 1,02	5,82 28,8 66,4 121,1 185,1
Створ № 2 Zср = 53,9 м
54,5 55,1 55,7 56,3 56,9	31,0 32,5 34,0 35,0 41,5	15,5 34,55 54,5 75,2 98,15	0,5 1,06 1,6 2,14 2,36	25,4 30,6 33,9 36,36 37,26	0,4 0,71 0,97 1,2 1,29	6,2 24,5 52,8 90,24 126,6
Створ № 3 Zср = 38,5 м
39,5 40,5 41,5 42,5	50,5 54,0 57,5 61,0	50,5 102,75 158,5 217,75	1,0 1,9 2,75 3,56	30,3 35,4 38,7 41,5	0,13 0,69 0,90 1,1	6,5 70,89 149,55 239,52

Для первого створа определяем:

Площадь сечения:

w₁ = 56 (29,9 – 29,5) = 22,4 м²;

w₂ = 22,4 + 0,5(56 + 61,5)(30,5 – 29,9) = 57,65 м²;

w₃ = 57,65 + 0,5(61,5 + 67,5)(31,1 – 30,5) = 96,35 м²;

w₄ = 96,35 + 0,5(67,5 + 70,2)(31,7 – 31,1)= 137,66 м²;

w₅ = 137,66 + 0,5(70,2+ 76)(32,3 – 31,7) = 181,52 м².

Средняя глубина реки:

h_ср1 = 22,4 / 56 = 0,4 м;

h_ср2 = 57,65 / 61,5= 0,93 м;

h_ср3 = 96,35/67,5 = 1,42 м;

h_ср4 = 137,66 / 70,2 = 1,96 м;

h_ср5 = 181,52 / 76 = 2,38 м.

Коэффициент Шези:

С₁ = (1 / 0.025) * 0.4 = 31,6

С₂ = (1 / 0.025) *0.93^0,25 = 39,2

С₃ = (1 / 0.025) * 1.42^0,25 = 43.6

С₄ = (1 / 0.025) * 1.96^0,25 = 47.2

С₅ = (1 / 0.025) * 2.38^0,25 = 49.6

Средняя скорость потока:

V₁ = 31.6 = 0.26 / с;

V₂ = 39.2 = 0,50 м / с;

V₃ = 43.6 = 0.69 м / с;

V₄ =47.2 = 0.88 м / с;

V₅ = 49.6 = 1.02 м / с.

Расход воды:

Q₁ = 22.4* 0.26= 5.82 м³ / с;

Q₂ = 57.65 * 0.50 =28.8 м³ / с;

Q₃ = 96.35 * 0.69 = 66.4 м³ / с;

Q₄ = 137.66 * 0.88 = 121.1 м³ / с;

Q₅ = 181.52 * 1.02 =185.1 м³ / с.

Аналогичным методом определяем площадь сечения, среднюю глубину реки, коэффициент Шези, среднюю скорость потока и расход воды для всех уровней второго и третьего створов. Итоги расчётов сводим в таблицу 1.3. По данным из таблицы 1.3 на поперечных профилях лимитирующих створов (рисунки 1.2, 1.3, 1.4) строим графики зависимостей Q = f (Z), V = f (Z),

h_ср = f (Z).

Для расчёта возможной продолжительности периода лесосплава определяем минимально допустимые глубины для молевого и плотового лесосплавов (2.стр.11: h_мол = d_мах n + ÑZ, (1.18)

где: d_мах – максимальный диаметр круглых лесоматериалов, м (задание п.1.9);

n - относительный объёмный вес лесоматериалов, n = 0,85;

ÑZ – донный запас при молевом сплаве, ÑZ= 0,1м.

h_мол = 0,50 * 0.85 + 0,1 = 0,52 м

Для плотового сплава: h_пл = Т + ÑZ (1.19)

где: Т – осадка сплоточных единиц, из задания (п.3.1);

ÑZ – донный запас при плотовом лесосплаве, ÑZ =0,2 м.

h_пл = 1,2+ 0,2 = 1,4 м.

На поперечном профиле от отметки Z_ср откладываем допустимые глубины для молевого и плотового лесосплава, проводим горизонтальные линии до пересечения с графиком зависимости Q = f (z) и определяем минимальные сплавные расходы Q_мол и Q_пл.

Z_мол = 29,4 + 0,55 = 29,9 м Z_пл = 29,4 + 1,4 = 30,8м

Затем эти расходы переносим на гидрографы соответствующих створов. Для построения гидрографов необходимо определить среднедекадные расходы воды 50 и 90% - ной обеспеченности в расчётных створах.

В створе № 1 (рис. 1.2) Q_мол1 = 27,8м³ / с;

Минимальные расходы воды Q_пл1 = 25,4 м³ / с;

В створе № 2 (рис 1.3) Q_мол2 = 23,8 м³ / с;

Для построения гидрографов лимитирующих створов определяем среднедекадные расходы воды года заданного процента обеспеченности в расчётных створах (2.стр.12): Q_дек = Q_рс К_дек (1.20)

где: К_дек – модульный коэффициент декадного стока по данным водомерного поста (п.2.2),

Q_рс – среднегодовой расход воды года заданного процента обеспеченности в расчётном створе(2.стр.12), Q_рс = Q_р%вп F_рс / F (1.21)

где: Q_р%вп – среднегодовой расход воды заданной обеспеченности в створе водомерного поста (таб. 1.1);

F_рс, F – площади водосбора реки в створах в расчётном и водомерном постах (рис. 1.1).

Расчёты средне - декадных расходов воды в лимитирующих створах проводим для третьей декады апреля, трёх декад мая и трёх декад июня. Средне - декадные расходы в лимитирующих створах № 1 и 2 определяем для лет 90 % - ной обеспеченности, а в створе запани для 50 % и 90 % - ной.

На гидрографах в створах № 1 и № 2 отмечаем среднюю дату начала лесосплава (п.1.10 задания).

Остальные расчёты аналогичны, их результаты сведены в таблицу 1.4 для построения гидрографа.

Среднедекадные расходы воды в расчётных створах.

Таблица 1.4

Ме-сяц	Де-ка-да	Средне-годовой расход воды Qр% м^3 / с в створе В.П.	Модуль-ные коэффи-циенты декадно-го стока по данным В.П.	Среднегодовой расход воды года заданного процента обеспеченности в расчётном створе Qрс м^3 / с.	Среднегодовой расход Qдек в расчётных створах, м^3 / с.
50 %	90 %	50 %	90 %	Ст1	Ст	Створ запани	Ст	Ст 2	Створ запани
90%	90%	50%	90%	90%	90%	50%	90%
Ап-рель	III	30,4	28,5	2,35	2,2	27,8	5,8	25,4	23,8	61,16	12,76	59,69	52,36
Май	I	4,8	4,6	127,8	26,68	120,48	109,48
II	6,35	6,1	169,58	35,38	161,29	145,1
III	4,15	4,0	111,2	23,2	105,41	95,2
Июнь	I	2,9	2,8	77,84	16,24	73,66	66,64
II	1,75	1,7	47,26	9,86	44,45	40,46
III	1,23	1,2	33,36	6,96	31,24	28,56

Плотовой лесосплав можно проводить от даты начала лесосплава до даты соответствующей точке пересечения Q_пл с гидрографом. Этот период принимаем равным 15 суток.

Молевой лесосплав в створе № 1 начинается сразу после окончания плотового, и возможная продолжительность его ограничивается датой, соответствующей точке пересечения минимального расходов Q с гидрографом.

В лимитирующем створе № 2 молевой лесосплав начинается с первого дня лесосплава (п.1.10 задания). Горизонтальная линия Q_мол расположена ниже гидрографа и не пересекается с ним, следовательно дата возможного окончания молевого лесосплава будет соответствовать последнему дню июля. Значения расчётных параметров в лимитирующих створах, установленные по графикам на рис. 1.2 и 1.3, заносим в таблицу 1.5.

Ширину реки в начале плотового лесосплава В_нп измеряем на поперечном профиле по расходу Q_нп, полученному на гидрографе рис. 1.5 и перенесённому на кривую зависимости Q = f(Z) на рис. 1.2.Ширину реки в конце периода плотового лесосплава находим аналогично по расходу соответствующему дате фактического окончания плотового лесосплава Ширину реки при молевом лесосплаве, а также средние по живому сечению скорости течения, как для плотового, так и молевого лесосплава в створе № 1, определяем по этому же способу. Расчётные параметры для молевого лесосплава в створе № 2 определяем по гидрографу, поперечному профилю и кривым, построенным для этого створа.

Значения расчётных параметров в створах № 1, № 2.

Таблица 1.5

Расчётные параметры	Ед. измере-ния	Створ № 1	Створ № 2 молевой лесосплав
Плотовой лесосплав	Молевой лесосплав
Минимальные глубины, hмин	м	1,4	0,525	0,525
Минимальные уровни, Zмин	м	31,1	29,9	54,4
Начало периода	Число, месяц	6.05	21.05	6.05
Окончание периода	Число, месяц	20.05	30.06	21.06
Возможная продолжительности лесосплава	Суток
Ширина реки в начале периода, Вн В конце периода, Вк Средняя для периода, Вср	м м м	75,0 77,0 76,0	77,0 62,0 69,5	36,4 36,0 36,2
Средняя по живому сечению скорость течения: В начале периода, Vн В конце периода, Vк Средняя для периода, Vср	м/с м/с м/с	0,9 0,92 0,91	0,9 0,57 0,74	0,87 0,6 0,74

1.3 Расчёт гарантированных водоёмных уровней

Дата добавления: 2015-07-19