2.3.1. Определение гидравлических характеристик потока

(2.35)

воспользовавшись графиком для определения в пункте 2.1.1, находим, чтом

м

- спокойное состояние потока

<

>

Выясняя условие сопряжения бьефов быстротока и отводящего канала, приходим к следующему выводу: при смене уклонов навозникает гидравлический прыжок.

2.3.2. Расчет гидравлического прыжка

Явление скачкообразного перехода бурного потока с глубиной меньше критической называется гидравлическим прыжком.

рис.6 Схема гидравлического прыжка.

Расчёт гидравлического прыжка сводится к определению его характеристик: h^’ – второй сопряжённой глубины, l_п– длины гидравлического прыжка.

Определю сжатую глубину h_cметодом последовательного приближения:

где (2.36)

–удельный расход (2.37)

φ=0,9– коэффициент скорости;

Е₀– энергия, с которой поток приходит в отводящий канал;

Е₀=Е_кб, т.е. энергия на конце быстротока, которую можно определить из уравнения:

, где (2.38)

h_кб– глубина на конце быстротока, определяется по кривой свободной поверхности при длине l, указанной в исходных данных;

,м

V_кб– скорость на конце быстротока, определяется по формуле:

(2.39)

(2.40)

(2.41)

>5%

в)

< 5%

м

м (2.42)

(2.43)

Принимаемм – бытовая глубина.

м < м – гидравлический прыжок затоплен (подпертый)

Вывод: Гидравлический прыжок затоплен, требуется установка гасителя энергии.

2.3.3. Расчет водобойного колодца

Гашение энергии в водобойном колодце осуществляется затоплением гидравлического прыжка, образующимся в колодце при входе потока с быстротока.

Расчёт гасителя энергии за быстротоком сводится к определению глубины и длины водобойного колодца. Глубина колодца определяется методом подбора.

В первом приближении глубина колодца dопределяется по формуле:

,где (2.44)

- коэффициент запаса (1.05 – 1.10);

- выше определенная глубина, сопряжённая с глубиной при энергииЕ₀=Е_кб;

h_б – нормальная глубина в канале за быстротоком, она не зависит от глубины колодца и остаётся постоянной во втором и третьем приближении (h­_б=). [1].

Во втором приближении глубина водобойного колодца определяется с учётом глубины d_1­согласно формуле:

, где

;

определяется с учётом глубины колодца , по предыдущей методике при энергии:

(2.45)

(2.46)

(2.47)

(2.48)

(2.49)

<5%.

Принимаем м

Длина водобойного колодца l_копределяется, согласно рис. 7, суммой дальности отлёта струиl_отл­и длины подпёртого прыжкаl_пп:

_(2.50)

Существует разные рекомендации по определению этих длин. Воспользуемся следующим:

; (2.51)

_{, где (2.52)}

l_п– длина гидравлического совершенного прыжка, определяется по рекомендациям Н.Н. Павловского:

; (2.53)

;

.

Рис 7. Схема водобойного колодца

3.Укрепление русел

При изменении уклонов, на входном и выходном участках быстротока, на входной части перепада скорость потока в большинстве случаев превосходит допустимую скорость по грунту. В этих условиях требуется устройство укрепления русла.

Существует три типа укрепления русел:

1. сборными бетонными и железобетонными плитами;

2. монолитным бетоном;

3. мощением или наброской камнем.

Тип укрепления русел выбирают на основании технико-экономических показателей.[1].