Содержание

Введение …………………………………………………………………… Исходные данные ……………………………………………………... Гидравлический расчет водопропускных сооружений …………… Подводящий канал ………………………………………………... Определение нормальной глубины ………………………… Определение критической глубины ………………………... Определение критического уклона ………………………… Расчет канала гидравлически наивыгоднейшего профиля (поперечного сечения) ………………………………………… Определение скорости течения в канале …………………... Быстроток ………………………………………………………….. Определение критической глубины ………………………... Определение критического уклона ………………………… Определение нормальной глубины ………………………… Расчет кривой свободной поверхности на быстротоке …… Отводящий канал …………………………………………………... Определение гидравлических характеристик потока……… Расчет гидравлического прыжка …………………………… Укрепление русел ……………………………………………………. Экология дорожных водопроводящих сооружений ……………... Литература …………………………………………………………….

2 3 4 4 4 7 9 10 11 12 13 13 13 14 17 18 19 20 21 24

Введение

Курсовая работа рассматривает расчет целого комплекса взаимосвязанных сооружений: канала (при равномерном движении потока), быстротока, гасителя энергии, многоступенчатого перепада. При расчете перечисленных сооружений необходимо решить много побочных вопросов, а именно: исследование дифференциального уравнения неравномерного движения жидкости, построения кривой свободной поверхности, необходимость гасителя энергии и т.д.

Из вышеизложенного следует, что выполнение данной курсовой работы требует знания практически всего курса гидравлики и закрепляет эти знания.

Основными нормативными документами при проектировании водоотводных сооружений являются:

1) строительные нормы и правила. Автомобильные дороги (СНиП 2.05.02-85);

2) строительные нормы и правила. Мосты и трубы (СНиП 2.01.14-83);

3) строительные нормы и правила. Определение гидрологических характеристик (СНиП 2.01.14-83);

4) инструкция по расчету стоков с малых бассейнов (ВСН 63-76).

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходные данные для курсовой работы приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Исходные данные.

№ варианта	Обозначение величин
4	6,3	1,5	0,001	0,17	0.0025	40	3,0	1,5	0,0250

– расход, ;

ширина канала понизу, ;

уклон подводящего канала;

уклон быстротока;

уклон отводящего канала;

длина быстротока, ;

высота перепада, ;

коэффициент заложения откоса канала;

коэффициент шероховатости стенок канала.

2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОПРОПУСКНЫХ СООРУЖЕНИЙ

1. Подводящий канал

Устройство подводящего канала необходимо для принятия вод, стекающих по склонам к логу, и подведения к трубе, мосту или быстротоку. Искусственные подходные русла должны обеспечивать пропуск всего расхода без их переполнения.

Расчёт подводящего канала сводится к определению нормальной и критической глубины, критического уклона, анализа состояния потока, определению средней скорости и обоснованию укрепления русла. Кроме этого необходимо привести расчёт гидравлически наивыгоднейшего профиля канала.

1. Определение нормальной глубины

Нормальная глубина это такая глубина, которая при заданном расходе установилась бы в русле, если в этом русле движение было бы равномерным.

Основная расчётная формула – формула Шези:

,

(2.1)

где площадь живого сечения, ; коэффициент Шези, ; гидравлический радиус, ; уклон канала.

Для трапецеидального сечения (рис. 2.1)

(2.2)

где глубина канала, .

Рис. 2.1.

Для определения коэффициента Шези может применятся формула Павловского:

(2.3.)

где .

Приближенно можно считать:

При При

(2.4) (2.5)

Гидравлический радиус в общем случае определяется по формуле:

(2.6)

где смоченный периметр, , и для трапецеидального русла может быть определен:

(2.7)

Важным показателем при расчете является расходная характеристика (модуль расхода) :

(2.8)

Вычисление нормальной глубины буду проводить графоаналитическим методом.

Расчет

1. Определю необходимую расходную характеристику, соответствующую нормальной глубине :

2. Задавая числовые значения произвольно выбранных глубин, я вычислю соответствующие расходные характеристики по формуле:

(2.9)

Для удобства расчет сведу в таблицу 2.1.

Таблица 2.1. Расчет расходных характеристик.

Расчетные формулы	Ед. изм.	Назначаемые и определяемые величины
		0,50	0,7	1	1,50	1,7
		1,12	1,78	3	5,62	6,88
		3,30	4,02	5,10	6,90	7,62
		0,34	0,44	0,58	0,81	0,90
		30,97	32,99	35,26	38,09	39,03
		20,31	39,21	81,08	193,37	255,32

3)Построю кривую по значениям глубин и соответствующих расходных характеристик.

Масштаб для построения графика выбираю следующий: для оси глубин в 1 см по вертикали вкладывается (1:20), для оси расходных характеристик масштаб произвольный (рис. 2.2).

Рис. 2.2. График к определению .

3. Из графика видно что при числовом значении , величина нормальной глубины принимает следующие значение .

В качестве второго метода определения нормальной глубины применю метод профессора Б.А. Бахметова.

1. Задаю две произвольно выбранные глубины, , и вычислю для этих глубин , . Из таблицы 2.1 , .

2. Из соотношения:

нахожу гидравлический показатель русла:

;

;

если предположить что , то можно написать равенство:

;

задам значения: из таблицы 2.1 .

,

.

Исходя из двух значений и принимаем .