8.2 Водосливы практических профилей

Задача 8.2. Водосливная плотина поддерживает в верхнем бьефе уровень НПУ 36,5 м. При пропуске паводочного расхода Q_макс = 440 м³/с подъем ВБ допускается до отметки ПУВВ 38,0 м. Определить ширину b_В водосливной части плотины и необходимое количество щитовых отверстий (рис. 23), если заданы размеры щитов 2,56,0 м. Ширина основного русла реки в створе плотины В = 70 м. Отметка дна 29,8 м. При Q_макс отметка УНБ 33,6 м.

Решение. Скорость подхода к плотине, полагая поток ВБ прямоугольного поперечного сечения:

м/c.

Рисунок 23

Напор перед водосливом с учетом скорости подхода

м.

Расход на 1 пог. м водослива

м³/c пог.м.

Если по всей ширине реки сделать водослив (без щитовых отверстий), то расход будет: Q = qB = 4,170 = 286 м³/c.

Расчетный расход значительно больше, поэтому щитовые отверстия необходимы. Определим расход через щитовое отверстия при ПУВВ. Напор перед отверстием с учетом скорости подхода

м.

Коэффициент сжатия при округленных бычках

Ширина потока в сжатом сечении b_c = b = 60,96 = 5,76 м.

Коэффициент расхода для отверстия определим (принимая, что горизонтальный участок гребня приближенно равен S = 2h_З = 2,5 м.)

,

Отверстия не подтоплены, так как отметка НБ 33,6 м ниже основа­ния отверстия (36,5 – 2,5 = 34,0 м). Расход через отверстие определится

м³/c.

Примем три щитовых отверстия, тогда длина b_В водосливной части плотины определится из условия

м.

Коэффициент бокового сжатия на водосливе

С учетом сжатия м.

Поэтому принимаем окончательно ширину водослива b_В = 41,0 м и три щитовых отверстия по 6 м каждое. Общая длина l плотины между береговыми устоями, полагая толщину бычков  = 1 м,

м.

8.3 Водослив с широким порогом

Задача 8.3. Определить ширину b между опорами моста над трапецеидальным каналом при следующих условиях: расход воды в канале Q = 14,8 м³/с, h_б = 1,90 м, m = 1,5, ширина канала по дну b_к = 7,0 м, опоры моста имеют прямоугольную форму в плане. Под­пор воды перед мостом не должен превышать z = 0,20 м (рис. 24).

Рисунок 24

Решение. Движение воды между опорами будет как через водослив с широким порогом при Р = 0. При заданном подпоре z глубина воды перед мостом (в данном случае напор Н) будет: Н = h_б + z = 1,90 + 0,20 = = 2,10 м.

Скорость подхода

м/с;

м; Н₀ = 2,10 + 0,02 = 2,12 м.

Принимая ориентировочно b/b_к = 0,5, находим в таблице 3 зна­чение m = 0,334.

Для проверки подтопления найдем по таблице 2 при m = 0,334 значение К₂ = 0,86: м; м; водослив подтоплен.

По отношению и

(полагая ориентировочно b = b_К/2) находим в таблице 4 значение _п = 0,91.

Находим ширину пролета

м.

Таблица 2 – Коэффициенты расхода для различных форм водосливов

Форма водослива в плане	Относительная ширина водослива b/В					Примечание
	0,8	0,5	0,3	0,1	0
	0,355 0,369 0,371 0,366	0,334 0,358 0,361 0,354	0,327 0,354 0,357 0,349	0,322 0,351 0,355 0,346	0,320 0,350 0,354 0,345	m увеличи­вается при уменьше­нии , при увеличе­нии r, при увеличе­нии e.

Таблица 3 – Определение подтопления водослива

м	0,320	0,340	0,350	0,360	0,385
	0,956	0,970	0,976	0,983	1,000
К2	0,880	0,840	0,830	0,810	0,670

Таблица 4 – Значение _П в зависимости от относительного подтопления

Значение П
/H0
	1	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0
0,75	1	1	1	1	1	1	1	1	1
0,78	0,97	1	1	1	1	1	1	1	0,97
0,80	0,95	1	1	1	1	1	1	1	0,95
0,82	0,92	0,99	1	1	1	1	1	0,99	0,92
0,84	0,89	0,97	0,99	1	1	1	0,99	0,97	0,89
0,86	0,85	0,94	0,96	0,99	1	0,99	0,96	0,94	0,85
0,88	0,81	0,90	0,93	0,97	0,96	0,97	0,93	0,90	0,81
0,90	0,75	0,84	0,88	0,92	0,91	0,92	0,88	0,84	0,75
0,92	0,60	0,78	0,82	0,85	0,84	0,85	0,82	0,78	0,69
0,94	0,61	0,70	0,73	0,76	0,75	0,76	0,73	0,70	0,61
0,96	0,5.1	0,59	0,62	0,65	0,64	0,65	0,62	0,59	0,51
0,98	0,36	0,44	0,46	0,49	0,48	0,49	0,46	0,44	0,36