Московский Государственный Университет

Природообустройства

Кафедра гидравлики

Курсовая работа

«Гидравлический расчет каналов и гидротехнических сооружений»

Вариант 17

Факультет ЭМ

Группа 371

Студент: Яковлев Л.А.

Преподаватель: Козырь И.Е.

Москва 2008

Оглавление

1.Гидравлический расчет каналов при равномерном и неравномерном движении

1.1.Расчет магистрального канала

1.1.1.Определение размеров первого участка канала при нормальном расходе

1.1.2. Определение размеров второго участка канала при нормальном расходе

1.1.3. Определение максимальной глубины на первом участке при форсированном расходе

1.1.4. Определение максимальной глубины на втором участке при форсированном расходе

1.1.5. Определение минимальной глубины на первом участке при минимальном расходе

1.1.6. Определение минимальной глубины на втором участке при минимальном расходе

1.1.7.Определение критической глубины и критического уклона канала при нормальном расходе

1.1.8.Анализ и расчет кривой свободной поверхности на первом участке магистрального канала МК

2.Гидравлический расчет водосливов и нижнего бьефа

2.1.Расчет водозаборного регулятора

2.2.Расчет водосливной плотины

2.2.1.Определение ширины плотины

2.2.2.Определение расхода при НПУ

2.2.3.Построение очертаний плотины

2.2.4.Определение расхода при одном открытом пролете при НПУ

2.2.5.Построение очертаний плотины в координатах Кригера-Офицерова

2.2.6.Расчет сопряжения потоков в нижнем бьефе плотины при Q_ФПУ

2.2.7.Расчет сопряжения потоков в нижнем бьефе плотины при Q_НПУ

2.3.Расчет водобойной стенки

На реке N запроектирована плотина, образующая водохранилище (см. рисунок 1). От водохранилища отходит магистральный канал МК, в голове которого расположен водозаборный регулятор, оборудованный затворами и работающий по типу водослива с широким порогом. МК подает воду в распределительные, а затем в оросительные каналы. Для промывки наносов, отложившихся в МК, служит сбросной канал.

Магистральный канал

Трасса МК имеет два уклона дна. Определить при Q_норм размеры первого участка МК при β=β_рек по формуле Гиршкана. В дальнейшем принять b₁=b₂, где b₁ – найденная ширина канала по дну на первом участке; b₂ – принятая ширина канала на втором участке.

Определить при Q_норм и принятой величине b₂ нормальную глубину МК на втором участке.

Определить при Q_форс(Q_форс=k_ф Q_норм) максимальные глубины на обоих участках канала.

Определить при Q_мин=0,6 Q_норм минимальные глубины на обоих участках канала. Проверить канал на размыв на двух участках. Построить график Q=f(h) на первом участке канала в пределах изменения глубин от 0 до 2 h_0норм.

Выполнить анализ кривой свободной поверхности, возникшей в МК на первом участке канала при Q_норм из-за изменения уклона дна.

Рассчитать и построить кривую свободной поверхности на первом участке. В расчете принять, что длина первого участка МК больше длины кривой, т.е. кривая формируется полностью.

Водозаборный регулятор

Водозаборный регулятор в голове МК проектируется по типу водослива с широким порогом. Определить ширину b водослива при Q_форс при полностью открытых щитовых отверстиях. Форма входа в плане по типу конусов. Со стороны нижнего бьефа отметка порога совпадает с отметкой дна МК на первом участке, а p₁≠0. Напор перед водосливом принять равным H=h_0макс+∆z, где h_0макс – максимальная глубина в МК на первом участке; ∆z – превышение НПУ в водохранилище над максимальным уровнем в МК. Принять ∆z=0,1-0,3 м. Скоростью подхода в водохранилище пренебречь.

Ширина одного пролета должна быть не более (2…3)Н. Если полученная по расчету ширина регулятора будет больше ширины одного пролета, то запроектировать регулятор многопролетным( два, три и т.д.).

Водосливная плотина

Плотина практического профиля криволинейного очертания с затворами на гребне по всему водосливному фронту. Затворы поддерживают НПУ.

Определить ширину отверстия и число пролетов плотины для пропуска расхода Qмакс при ФПУ и заданной отметке гребня водослива Гр. Ширину пролета принять в пределах 5-8 м. За профилирующий напор принять напор, соответствующий отметке ФПУ, т.е. Н_пр=Н_ФПУ.

Определить расход через одно открытое отверстие при НПУ.

Определить вид сопряжения в нижнем бьефе при НПУ и ФПУ. На более неблагоприятные условия сопряжения запроектировать гаситель энергии – водобойную стенку.

Исходные данные для варианта №17:

Таблица 1

Магистральный канал
Расходы: Qнорм.,м3/с	38
Коэффициент форсировки kф	1,12
Уклон дна: i1	0,00038
i2	0,0003
Грунт	Легкий суглинок
Расчетное сцепление Грунта Срасч,Па	0,15*105
Плотина на реке
Расход при Qмакс,м3/с	600
Отметки: ФПУ,м	55,0
НПУ,м	54,0
Гр,м	49,0
Д,м	33,0
Глубина в реке hб,м
При ФПУ	2,6
При НПУ	2,5

Рисунок 1.