2.2 Расчёт прорези на заносимость. Качественная и количественная оценки устойчивости прорези от заносимости наносами

Судоходная прорезь может оказаться размещенной в пределах одной или нескольких струй. Определение устойчивости прорези требует проведения ряда расчетных действий для каждой из струй, проходящих по прорези, по всем сечениям.

1. Величину неразмывающей скорости определяем по формуле В.Н.Гончарова

V_нр=3,0·(d_ср+0,0014)^0,3·(φ·Т_стр)^0,2

d_ср – средний диаметр частиц в пределах струи по кривой гранулометрического состава, d_ср =0,0008м;

φ=d_ср/d₉₀ – коэффициент неоднородности грунта, изменяющийся для равнинных рек,

φ = 0,5;

d₉₀- диаметр частиц грунта с 90% обеспеченностью.

Т_стр – средняя глубина струи, м.

,

ω_стр -площадь струи в поперечном сечении, располагающаяся между границами струи, дном и расчётным уровнем воды, м²;

b_стр – ширина струи, м.

2. Определяем величину размывающей скорости

V_р=1,3·V_нр

3. Вычисляем среднюю скорость струи V_стр

Q_стр = Q_р / m, м³/с;

Q_р – расчётный расход, определяемый по расчётному уровню воды с помощью кривой расхода Q = f(Н), м³/с;

m – количество струй на плане течений.

Для количественной оценки устойчивости прорези необходимо вычислить начальные скорости деформации дна переката для каждой струи, проходящей по прорези, соблюдая нижеприведённый порядок расчёта.

1. В каждом сечении струи вычисляется значение расхода влекомых наносов по формуле

2. Определяется приращение расхода влекомых наносов на каждом участке между двумя смежными сечениями

i- номер граничного сечения по длине прорези и по течению.

3. Основываясь на уравнении деформаций, рассчитывается начальная скорость деформаций между сечениями

,м/сут

86400 – число секунд в сутках;

ε – коэффициент пористости грунта (для песка равен 0,35);

,

Ω – площадь струи между сечениями, м²

В_ср – средняя ширина струи на участке между сечениями, м.

L_стр – расстояние между сечениями, м;

,

В₁ – ширина струи в верхнем сечении,м;

В₂ – то же в нижнем сечении,м

Расчёт сводим в таблицу 2.1

Таблица 2.1- Таблица гидравлических элементов потока и вычисления

начальных скоростей деформации дна

№№ поперечных сечений	ωстр,м2	Встр,м	Тстр,м	Vстр, м/с	Vнр, м/с	Vр, м/с	QТ,м3/с	∆QТ,м3/с	Bср,м	Lстр,м	ξнач, м/сут
СТРУЯ №2
1	308	90	3,42	1,11	0,533	0,693	0,00563	-0,0204	100	270	-0,100
2	245,7	110	2,25	1,38	0,489	0,636	0,02600	+0,0253	150	250	+0,089
3	525	190	2,76	0,65	0,510	0,663	0,00066	-0,0093	140	210	-0,042
4	279	90	3,10	1,23	0,522	0,679	0,01000	-0,0110	80	300	-0,061
5	224	70	3,20	1,53	0,526	0,684	0,02100
СТРУЯ №3
1	378	90	4,20	0,90	0,555	0,722	0,00160	-0,0245	85	310	-0,124
2	224	80	2,80	1,53	0,512	0,666	0,02610	+0,0232	110	290	+0,097
3	372	140	2,70	0,92	0,508	0,660	0,00290	-0,0050	120	200	-0,028
4	300	100	3,00	1,14	0,519	0,675	0,00790	+0,0018	100	280	+0,009
5	314	100	3,14	1,09	0,524	0,681	0,00610

В нашем случае происходит деформация русла: значениям ζ _нач>0 отвечает деформация намыва, соответственно значениям ζ _нач<0 – деформация размыва.

По всем расчетным участкам между сечениями для каждой струи строим гра фик изменения скорости начальных деформаций (см рис )