3.5 Определение гидравлического показателя русла X

Для интегрирования уравнения (1) Бахметев Б. А. предложил использовать показательную зависимость:

. (28)

где К – расходная характеристика при неравномерном движении потока с

глубиной h.

К₀ – расходная характеристика при равномерном движении потока с

глубиной h_0.

х – гидравлический показатель русла (зависит от формы русла).

Для трапецеидальных призматических русел с прямым уклоном дна (i > 0) гидравлический показатель русла может быть определен с некоторым приближением по формуле

, (29)

где К_ср – модуль расхода, соответствующий средней глубине, м³/с;

h_ср – средняя глубина на данном участке потока, м,

, (30)

где	hнач	–	глубина в начале заданного русла, м;
	hкон	–	глубина в конце заданного русла, м.

Для кривых типа a₁, b₁ начальная глубина h_нач , м, определяется по формуле

, (31)

. (32)

Знак плюс относится к кривой подпора (a₁), знак минус – к кривой спада (b₁).

Для кривой типа с₁ начальная глубина соответствует критической глубине

(33)

Глубина h_кон намечается всегда ниже по течению глубины h_нач (отсчет сечений всегда ведется по течению).

При определении конечной глубины для плотины, необходимо учесть величину напора H перед плотиной

, (34)

где P – высота гребня водосливной стенки, м,

Н – напор перед плотиной, м

, (35)

Для перепада

h_кон = h_к. (36)

В конце быстротока в первом приближении конечная глубина, м,

h_кон = h₀ + 0,02. (37)

Величина x для русел разных форм поперечного сечения имеет разное значение, но для данного призматического русла ее можно считать постоянной (x = const). Полученное значение округляется до ближайшего табличного значения [].

3.6 Определение коэффициента пропорциональности jср

Коэффициент пропорциональности рассчитывается по формуле

, (37)

где C_ср, B­_ср, x_ср – соответственно коэффициент Шези, ширина потока по верху и смоченный периметр, вычисленные по средней глубине.

Существует два разных способа учета величины j_ср при построении свободной поверхности потока.

Первый способ (менее точный) предполагает, что величина j_ср постоянна по всей длине потока.

Второй способ (более точный). Согласно этому способу рассматриваемое русло разбивается на участки, причем принимается, что j_ср постоянно только в пределах одного участка.

Количество участков зависит от разности глубин в начале h_нач и в конце русла h_кон и определяется по формуле

, (37)

где – разница глубин в начале и в конце каждого участка, м, принимается равной 0,15…0,20 для плотины и 0,08…0,10 – для перепада и быстротока.

Задаваясь значениями h (в пределах от h_нач до h_кон), определяются значение j по формуле

. (39)

Результаты расчетов сводятся в таблицу 6.

Таблица 6 – Определение коэффициента j_ср

h, м	ω, м2	χ, м	R, м	С,	С2, м/с2	В, м	j
hнач=
…
hкон=

По данным таблицы 6 строится график j = f(h). Пример графика приведен на рисунке 9.

Рисунок 9 – Кривая j = f(h)