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, в стадии которого работает запруда, зависит от отношения напора Н к ширине гребня запруды b_г.

Отношения (Н/b_г) ≤ 0,5 соответствуют случаям работы запруды в потоке в стадии водослива с широким порогом, отношения (Н/b_г) > 0,5 - случаю работы запруды в качестве водослива практического профиля. Условия, при которых водосливы оказываются незатопленными, имеют вид: ,

где σ_п - коэффициент подтопления, зависящий от напора и положения уровня в нижнем бьефе запруды;

= 0,34 - коэффициент расхода, зависящий от ширины гребня и конструкции запруды;

b = (0,7÷0,8) В - ширина водослива по длине запруды

В – ширина несудоходного рукава в створе запруды при уровне верхнего бьефа;

- скорость течения на подходе потока к створу запруды;

ω_вб – площадь живого сечения верхнего бьефа;

1) для незатопленного водослива с широким порогом (h_п /Н) ≤ 0,8 (где h_п - высота подтопления);

2) для водослива практического профиля - h_п > 0,7 и >0,7, где

∆ Zз – перепад уровней;

Рн - высота запруды над дном нижнего бьефа.

Отметка гребня запруды Z_г находится:

Z_г = Z_в6 - H

Расчет напора на пороге запруды по формуле (*) приходится выполнять подбором, так как до выполнения расчета неизвестен тип водослива, определяющий величину коэффициента расхода , а также не решен вопрос о затопленности (незатопленности) водослива, а, соответственно, неизвестен коэффициент подтопления .

Расчет в этом случае сводится к следующему:

1. Задаются формой водослива, т.е. шириной по гребню bг = 2,0 м и заложением верхового m_в = 1 и низового откосов m_н = 2. В курсовом проекте предполагается возведение запруды из каменной наброски имеющую форму трапеции с устройством расстилочного тюфяка в основании.

2. Определяют ширину несудоходного рукава в створе запруды В = 304,1 м (рисунок 14) при отметке верхнего бьефа Z_вб = 10,14 м и Z_ср.м = 10,03 м (табл. 6) вычисляют ширину водослива по длине запруды b = (0,7÷0,8)∙В = 230 м.

3. Вычисляют скорость течения

, где

ω_вб = 398,6 м² - площадь живого сечения верхнего бьефа,

Q_нсп = 159 м³/с - значение проектного расхода в несудоходном рукаве.

4. Подбор величины Н по формуле (*) начинают с предположения, что запруда работает как незатопленный водослив с широким порогом. В этом случае = 1,0 и = 0,34. Подставляют эти значения в формулу (*) и вычисляют значения напора Н.

Затем выполняют проверки затопленности водослива и типа водослива.

H ≤ 0,5·b_г
0,59 ≤ 0,5·2,0 - отвечает случаю работы запруды в качестве водослива с широким порогом и при этом (h_n/Н) ≤ 0,8;

Высоту подтопления h_n вычисляют по зависимости;

0,47/0,59 = 0,797 ≤ 0,8 - условие выполняется, соответствует водосливу с широким порогом в незатопленном состоянии, следовательно найденное значение напора Н=0,59 м является окончательным.

5. Далее находим отметку гребня запруды:

Z_г = Z_вб – Н = 10,14 – 0,59 = 9,55 м

Определяем высоту запруды:

Р_з = Z_г – Z_д = 9,55 – 7,86 = 1,69 м

Дата добавления: 2015-11-04