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

Участок №1.

Дано:

Расход: Qнорм.,м3/с	38
Уклон дна: i1	0,00038
Грунт	Легкий суглинок
Расчетное сцепление Грунта Срасч,Па	0,15 105

а)Расчет ведем подбором по уравнению Шези:

Вводим дополнительные условия: определяем относительную ширину канала β по формуле Гиршкана –

β_рек=, в соответствии с грунтом по таблицам п.1 и п.2(1) определяем коэффициент откоса m=2 и коэффициент шероховатости n=0,020.

Β_рек=3 5,45м

Расчет ведем подбором по уравнению Шези, задаваясь рядом значений глубины h. Расчет сводим в Таблицу 2.

h,м	,м	ω ,м		,м	С= +17,72 ,м0,5/с	Q= ,м3/с
0,2	1,09	0,298	1,984	0,150	35,409	0,080
1,0	5,45	7,450	9,922	0,751	47,795	6,015
1,6	8,72	19,072	15,875	1,201	51,412	20,950
2,0	10,922	29,919	19,884	1,505	53,144	38,021
2,6	14,17	50,362	25,798	1,952	55,148	75,646
3,0	16,35	67,050	29,766	2,253	56,249	110,343

По данным таблицы строится график зависимости Q=f(h) – рисунок 2. В пределах от 0 – 1,7h м. По графику определяем (при данном Q=38м³/с) искомую глубину h₀=2,0м, чему в таблице №2 соответствует ширина b=10,92, по ГОСТу принимаем b=11м

б)Расчет ведем способом Агроскина:

Определяем вспомогательную функцию

F(R_г.н.)=( )

По таблице п.VII(2) определяем 4m₀=9,888, тогда

F(R_г.н.)=() =197,14

По таблице п.VI(2) при F(R_г.н.)=(CR^2,5)=197,14 и n=0,020 определяем геометрически наивыгоднейший радиус R_г.н.=1,679м

Вычисляем соотношение между одной из известных величин, в данном случае принятой из расчета участка 1 шириной канала b=11м, и R_г.н

= =6,55

Далее по таблице п.VII(2) при =6,55 и m=2 определяем соотношение =1,193

отсюда получаем:

h₀=1,193 R_г.н.=1,193 1,679=2,003м=2,00м

Проверяем канал на размыв – для этого находим среднюю скорость в канале:

V_ср= = =1,267 м/с

Где площадь поперечного сечения канала :

Допустимую скорость V_доп определяем по таблице п.16.3(2) в зависимости от величины расчетного сцепления грунта и полученной глубины канала - при C_расч.=0,15 10⁵Па и h₀=2,00м путем интерполяции получаем V_доп.=1,32м/с

Т.к,V_ср< V_доп.,т.е. рассчитанная средняя скорость ниже допустимой, то канал не размывается.

1.1.2. Определение размеров второго участка канала при нормальном расходе

Участок №2

Дано

Расход: Qнорм.,м3/с	38
Уклон дна: i2	0,0003
Грунт	Легкий суглинок
Расчетное сцепление Грунта Срасч,Па	0,15 105

В соответствии с грунтом по таблицам п.1 и п.2(1) принимаем коэффициент откоса m=2 и коэффициент шероховатости n=0,020.

Расчет нормальной глубины на втором участке ведем способом Агроскина.

Ширину канала b принимаем равной ширине канала на первом участке – b=11м.

Рассчитываем вспомогательную функцию:

F (R_г.н.)=()

По таблице п.VII(2) учебника определяем 4m₀=9,888, тогда

F(R_г.н.)=() =211,88

По таблице п.VI(2) при F(R_г.н.)=(CR^2,5)=221,88 и n=0,020 определяем геометрически наивыгоднейший радиус R_г.н.=1,725м

Вычисляем отношение известной ширины канала b к наивыгоднейшему радиусу R_г.н

= =6,377

Далее по таблице п.VII(2) при известном =6,377 и m=2 определяем =1,205

отсюда получаем:

h₀=1,205 R_г.н.=1,205 1,725=2,078м=2,08м

Проверяем канал на размыв: находим среднюю скорость в канале:

V_ср= = =1,207м/с

Где площадь поперечного сечения канала 2,08 31,49м²

Допустимую скорость определяем по таблице п.16.3(2) в зависимости от величины расчетного сцепления грунта и полученной глубины канала - при C_расч.=0,15 10⁵Па и h₀=2,08м получаем V_доп.=1,33м/с

Т.к,V_ср< V_доп., т.е. рассчитанная средняя скорость ниже допустимой, то канал не размывается.