3.3. Расчёт параметров водозаводной канавы для водоснабжения гидравлической установки

Для гидравлических установок с естественным напором расчётными параметрами водозаводной канавы является: длина канавы L_к, размеры поперечного сечения (ширина канавы по низу, глубина по­тока воды и канавы), уклон J_к, пропускная способность .

При трапецеидальном сечении канала принимается следующие зависимости

; ;

; при м;

; при м; (3.15)

; ,

где w ‑ площадь живого сечения потока воды, м²;

b ‑ ширина канавы по низу, м;

‑ коэффициент откоса стенок канавы;

‑ угол наклона стенок канавы к горизонту, град;

‑ глубина наполнения канавы, м;

Р ‑ смоченный периметр канавы, м;

R ‑ гидравлический радиус потока, м;

‑ средняя скорость потом воды, м/с;

С ‑ коэффициент Шези, м^0,5/с;

п ‑ коэффициент шероховатости дна и стенок канавы;

J_к ‑ уклон дна канавы, доли ед.;

‑ пропускная способность канавы, м³/с.

Пропускная способность канавы должна соответствовать необходимому для размыва расходу воды .

Необходимое для создания напора превышение уровня воды над рабочей площадкой уступа создаётся за счёт разницы уклонов водозаводной (деривационной) канавы и русла реки . Длина канавы

. (3.16)

В гидравлических расчётах водозаводных канав для гидромеханизации, как правило, известны коэффициент откоса (m =1...1,5) и шероховатость дна стенок (n = 0,01…0,03). Уклон дна рассчитывается по формуле

, (3.17)

где ‑ уклон реки, на которой производится забор воды и расположено месторождение, доли ед.

Ширину канавы по дну b целесообразно принять с учётом рабоче­го оборудования, применяемого при сооружении канавы, тогда вели­чина находится методом итераций в такой последовательности:

1) задаётся значением ;

2) по зависимостям (3.15) определяется пропускная способность канавы ;

3) сопоставляются значения необходимого расхода воды через канаву с ; в случае несоответствия задаёмся значением , рассчитываем ;

4) в случае несоответствия необходимому расходу, стро­ится график , по которому определяется , соответствующее ;

5) выполняется проверочный расчёт по определению при известном по формулам (3.15).

Более эффективно определение для гидравлически наивыгоднейшего сечения канавы – сечения, при котором гидравлические сопротивления движению потока воды минимальные.

Однако, гидравлически наивыгоднейшее сечение даёт глубокие профили поперечного сечения, что не всегда целесообразно для водозаводных канав гидромеханизации.

Средняя скорость движения води в канале не должна превышать максимально допустимую, неразмывающую скорость и быть меньше незаиляющей скорости ( ). Для неукрепленных русел глинистых м суглинистых грунтов = 1,2 – 1,5 м/с, = 0,2 – 0,4 м/с.

3.4. Расчёт необходимого количества рабочих гидромониторов

Тип гидромонитора зависит от необходимого расхода во­ды, принятой системы разработки, назначения гидромонитора. Широкое распространение получили гидромониторы ГМН‑250, ГМД‑250 ГМ‑350, ГМЦ‑250 в составе установки ГУЦ‑6 (табл. 3.4).

Таблица 3.4