Определить средние скорости движения воды в канале и сравнять их с максимально допустимыми для заданного грунта скоростями.

Диаметр частиц песка, слагающего русло канала d=0,33(м).

Таблица 3.

D	u при h=0,5(м)	u при h=1(м)	u при h=3(м)	u при h=5(м)
0,25	0,37	0,39	0,41	0,44
0,37	0,38	0,41	0,46	0,48

Примем максимально допустимую скорость движения воды для данного грунта на 1-м участке: =0,406(м/с), а на втором участке: =0,418(м/с).

Сравним их с скоростями движения воды в канале полученными по формуле:

, =50.84*√0.59*0.0006=0,957(м/с).

, =55.29*√0.98*0.0006*0.08=0,379(м/с).

При определить глубину наполнения и уклон дна канала, полагая .

Т.к. > , то необходимо изменить глубину наполнения и уклон дна канала, для критического случая = .

, решим квадратное уравнение ,

3,59 +3.25 ² – 5.2/0.406=0, 3,59 +3.25 ² – 12,8=0, решая квадратное уравнение, получаем корни: =-2,61(м) и =1,51(м). Т.к. отрицательного значения глубины быть не может, то отбросим первый корень, т.е. =1,51(м).

Вычислим новый уклон: , =0,957² /(50,84²*0,59)=0,0006.

Определить критическую глубину и критический уклон .

Для определения критической глубины воспользуемся формулой:

, где - корректив кинетической энергии, - ширина канала по верху, - площадь живого сечения при критической глубине.

Составим табл.4 для нахождения критической глубины, основанную на методе сравнения полученной величины , в зависимости от , с величиной .

Табл. 4. Нахождение критической глубины.

h, м	w,	B, м
0,3	1,37	5,54	0,46
0,4	1,96	6,19	1,21
0,41	2,02	6,26	1,31
0,42	2,08	6,32	1,43
0,43	2,14	6,39	1,54
0,44	2,21	6,45	1,67
0,45	2,27	6,52	1,80
0,46	2,34	6,58	1,95
0,5	2,61	6,84	2,59
0,52	2,75	6,97	2,97
0,525	2,78	7,00	3,07
0,53	2,82	7,04	3,17

Пример расчета для второй строчки:

Вычислим площадь: w=(b+mh)h, w=(3,59+3,25*0,4)*0,4=1,96( ).

Вычислим ширину канала по верху: B=b+2mh, B=3,59+2*3,25*0,4=6,19(м).

Найдем отношение =1,96³/6.19=1,21( ).

Т.к. =(1,1*5,2²)/ 9,8=3,03( ), то примем =0,525(м)

Найдем критический уклон по ф-ле:

, используя то, что w=2.78( ), а также, то что смоченный периметр равен: =b+2h , =3,59*2*0,525*(√1+3.25²)=12,8(м), вычислим , с=⁶√2.78/12,8)/0.018=43,1( ).

i_k=9.8*12,8/1.1*43,1²*7=0.0088

Построить график удельной энергии сечения э(h).

Таблица 5. Таблица для построения зависимости Э(h).

h, м	w,	u, м/с	Э, м
0,3	1,37	3,80	1,109
0,33	1,54	3,38	0,971
0,35	1,65	3,14	0,904
0,4	1,96	2,66	0,797
0,42	2,08	2,50	0,770
0,46	2,34	2,22	0,737
0,49	2,54	2,05	0,725
0,52	2,75	1,89	0,721
0,55	2,96	1,76	0,723
0,6	3,32	1,56	0,737
0,7	4,11	1,27	0,790
0,8	4,95	1,05	0,862
0,9	5,86	0,89	0,944

Рассмотри пример расчета для первой строчки:

Вычислим площадь: w=(b+mh)h, w=(3,59+3.25*0,3)*0,3=1,37( ).

Найдем среднюю скорость: u=Q/w, u=5.2/1,37=3,8(м/с).

Вычислим удельную энергию сечения по формуле: Э= , Э=0,3+((1,1*3,8²)/(2*9,8))=1,109 (м).

По результатам таблицы 5 строим график 2.

Построить кривые свободной поверхности на отводящем участке канала при условиях: а) открытие затвора е= 0,25*h_к б) глубина воды в конце канала равна h_к.

Для построения кривых свободных поверхностей составим таблицы.

а) Построение кривой .

Для построения кривой необходимо определить h_нач и h_кон: h_нач=0.64*е

h_кон=h_к и где e- величина открытия затвора

h_нач =0,525(м) h_кон =0,64*0,25*0,5=0,08(м). Разделим расстояние между и на 5 равных участков: , ∆h=0.525-0.08/5=0.089

i₂=0.08*0.0006=0.000048

Таблица 6.Построение кривой свободной поверхности

											*	*
м		м/с	м	м	м		м	м	м/с	м/с	-	-	м
0,436	2,18	2,38	0,75	-0,03	0,48	2,48	6,86	0,36	2,10	46,8	0,005563	-0,005515	6,01
0,525	2,78	1,87	0,72
0,347	1,64	3,18	0,91	-0,16	0,39	1,90	6,25	0,30	2,73	45,5	0,011803	-0,011755	13,51
0,436	2,18	2,38	0,75
0,258	1,14	4,55	1,42	-0,51	0,30	1,38	5,65	0,24	3,76	43,9	0,029866	-0,029818	17,01
0,347	1,64	3,18	0,91
0,169	0,70	7,43	3,27	-1,85	0,21	0,91	5,04	0,18	5,69	41,8	0,101988	-0,101940	18,14
0,258	1,14	4,55	1,42
0,08	0,31	16,88	16,08	-12,81	0,12	0,50	4,44	0,11	10,4	38,5	0,655341	-0,655293	19,54
0,169	0,70	7,43	3,27

=74,22(м)

б) Построение кривой .

Т.к. , =4*68,74=274,96(м)

Таблица 7.Построение кривой свободной поверхности .

											*	*
м		м/с	м	м	м		м	м	м/с	м/с	-	-	м
0,5775	3,16	1,65	0,73	-0,01	0,55	4,58	7,34	0,62	1,14	51,3	0,000784	-0,000736	11,50
0,525	2,78	1,87	0,72
0,63	3,55	1,46	0,75	-0,02	0,60	4,77	7,70	0,62	1,09	51,3	0,000726	-0,000678	30,31
0,5775	3,16	1,65	0,73
0,6825	3,96	1,31	0,78	-0,03	0,66	4,99	8,05	0,62	1,04	51,3	0,000666	-0,000618	46,54
0,63	3,55	1,46	0,75
0,735	4,39	1,18	0,81	-0,03	0,71	5,22	8,41	0,62	1,00	51,3	0,000606	-0,000558	61,82
0,6825	3,96	1,31	0,78
0,7875	4,84	1,07	0,85	-0,04	0,76	5,47	8,77	0,62	0,95	51,3	0,000548	-0,000500	77,25
0,735	4,39	1,18	0,81