2.2 Метод фрагментов

Разбиваем кривую свободной поверхности на фрагменты.

Число фрагментов N = 4-6 шт. Принимаем 5 фрагментов.

Глубина в начале потока:

, м (2.6)

Конечная глубина:

, м (2.7)

Приращение:

(2.8)

Глубина воды в каждом фрагменте определяется по следующим формулам:

(2.9)

(2.10)

(2.11)

(2.12)

2.3 Расчёт координат кривой свободной поверхности способом б. А.Бахметьева

Длина одного фрагмента кривой свободной поверхности определяется по следующей формуле:

(2.13)

где - относительная глубина, м; определяется по формуле:

(2.14)

где -комплексный коэффициент, который отражает гидравлический уклон водной поверхности и определяется по формуле для каждого фрагмента по h_ср:

(2.15)

φ(η) – функция Бахметева, определяется по η и х_ср (приложение 2).

Гидравлический показатель русла рассчитывается для каждого фрагмента по формуле:

(2.16)

где - вспомогательная функция, определяемая по формуле:

(2.17)

Среднее значение гидравлического показателя русла определяется по формуле:

(2.18)

Расчёт сводим в таблицу 2.2

Таблица 2.2

№п/п	hi, м	hср, м		ηi	jср		φ(η)i	li, м	Примечания
1	h1		hср1 hср2 hср3 hср4 hср5	η1		jср1 jср2 jср3 jср4 jср5	φ(η)1	l1	m h0 b0 V B0 xср
2	h2			η2			φ(η)2	l2
3	h3			η3			φ(η)3	l3
4	h4			η4			φ(η)4	l4
5	h5			η5			φ(η)5	l5
6	h6			η6			φ(η)6	l6

Σl

2.4 Проектирование продольного профиля магистрального канала

Вычерчивается в масштабе продольный профиль магистрального канала с указанием всех известных параметров и их величин с единицами измерения.

Расчетно-графическая работа II:

Гидравлический расчет сбросного канала.

1 Расчет сбросного канала на равномерное движение

способом И. И. Агроскина

Сбросной канал проектируется трапецеидальной формы с бетонной облицовкой (коэффициент заложения откосов m = 1). Соответственно материалу и состоянию русла канала принимается коэффициент шероховатости откосов n = 0,017 [11]. Относительная ширина канала β = 3. Нормальный расход сбросного канала принимается равным половине нормального расхода магистрального канала Q₀^ск=0,5 Q₀^мк (СНиП 2.06.03-85), [11]. Фактическая глубина у подпорного сооружения в сбросном канале принимается .Уклон канала i_ск принимается по таблице №1 (приложение 1).

Дано: м³/с, i_ск, n = 0,017

β = b/h = 3,

Найти: h₀, b₀, ω₀, χ₀, R₀, C₀, V₀.

Расчет

Рисунок 1.1 – Поперечное сечение сбросного канала:

где ω₀– площадь живого сечения СК, м²; h₀ – нормальная глубина воды в СК, м; b₀ - ширина канала по дну, м; χ₀ – смоченный периметр, м; В₀ – ширина канала по урезу воды (по верху), м

Рассчитаем вспомогательную функцию F:

(1.1)

где m₀ – коэффициент заложения откосов для гидравлически наивыгоднейшего сечения.

(1.2)

По F и по n находим R_г.н. – гидравлически наивыгоднейший радиус [14]

Рассчитаем вспомогательную функцию σ:

(1.3)

По σ и по mнаходим и [14]:

1. , округляем до стандартного значения с шагом 0,5 м

2. 

Далее рассчитываем основные параметры сбросного канала по уже известным стандартным формулам:

- площадь поперечного сечения канала

, м² (1.4)

- смоченный периметр

,м (1.5)

- ширина канала поверху

, м (1.6)

- гидравлический радиус

, м (1.7)

- коэффициент Шези

(1.8)

- скорость воды в канале

, м/с (1.9)

- проверочный расход канала

, м³/с (1.10)

Далее необходимо выполнить сравнение полученного проверочного расхода с заданным расчетным расходом СК - . Полученное значение должно быть больше (˃), чем заданный расход на 3-5 %.

Если условие не выполняется, то необходимо пересчитать один из основных параметров поперечного сечения канала или .