1.2.2 Определение расчётной скорости потока в магистральном
канале
Средняя расчётная
скорость
в живом сечении назначается из условий
незаиляемости и неразмываемости
магистрального канала
|
,
где
-
допускаемая
незаиляющая скорость, при которой поток
способен транспортировать наносы без их осаждения;
-
допускаемая
неразмывающая скорость, при которой
поток не
может вызвать недопустимого для нормальной эксплуатации размыва
русла;
- расчётная скорость, при которой русло не заиляется и не
размывается и обеспечивается высокая надёжность работы канала.
В таблицах 1.3, 1.4
/2/, взятых из СНиПа /1/, приведены значения
допускаемой неразмывающей скорости
потока для несвязных и связных грунтов
в зависимости от глубины воды в канале
.
Незаиляющая скорость определяется по формуле С.А. Гиршкана /2/
|
|
,где А - эмпирический коэффициент, зависящий от гидравлической круп-
ности наносов
,
принимается равным:
= 0,33 при
<
1,5 мм/с.
1.2.3 Определение поперечных размеров магистрального канала в
земляном русле при максимальном расходе
В первом приближении
нормальная глубина воды в МК при пропуске
расчётного расхода, равного
,
определяется по формуле С.А. Гиршкана
|
,
где Q=Qмакс - расчётный расход, м3/с.
0,85
По таблицам 1.4/2/ находим величину неразмывающей скорости =0,75м/с.
Определяем величину
незаиляющей скорости
=
м/с.
Назначаем расчётную
скорость
=
0,09·0,75=0,675 м/с,
проверив условие
(0,675
0,57).
Определяем площадь
живого сечения потока
=
.
Вычисляем ширину канала по дну
|
=
.
Определяем
относительную ширину канала по дну
=
.
Для относительной ширины канала по дну известны ряд рекомендаций в нормативной, справочной и научной литературе. Для оросительных каналов по СНиПу /1/ рекомендуется принимать β в пределах
при m = 2 β= 0,5– 3,4.
Полученную ширину канала по дну округляем до ближайшего стандартного размера:b =7,0м.
Уточняем нормальную
глубину по стандартной ширине b.
Из формулы площади живого сечения
трапецеидальной формы
,
находим
|
,
По уточнённым
значениям
и
определяем гидравлические элементы
живого сечения
-смоченный периметр
,
-гидравлический
радиус
=
24/16,52=1,45м.
Находим коэффициент
Шези С0=47,87
м0,5/с
по таблице в Приложении А /2/, составленной
с использованием формулы Н.Н. Павловского
.
Из формулы Шези определяем уклон дна канала
|
|
или
,
.1.2.4 Проверка магистрального канала на пропуск форсированного
расхода
Форсированный расход принимается равным максимальному, увеличенному на коэффициент форсировки,
|
|
=1,10
м3/с,
где
-
коэффициент форсировки, принимаемый
по СНиП /1/ при максимальном расходе
Qмакс
от 10 до 50 м3/с 
1,10.
Расчёт магистрального канала на пропуск Qфорс выполняется для проверки условий работы канала на размыв и определения строительной глубины.
Из формулы Шези находится модуль расхода
|
|
.
Нормальная глубина
при пропуске форсированного расхода
определяется методом подбора. Для этого,
задаваясь рядом значений глубин,
подсчитывают основные гидравлические
параметры живого сечения ω,
χ, R,
C
и модуль расхода
.
Глубина h,
при которой K=Kфорс,
является искомой глубиной hфорс.
Все расчёты по определению hфорс
сводятся в таблицу 1.
Таблица 1 –
Определение
в магистральном канале
h, |
, |
, |
, |
|
, |
м |
м2 |
м |
м |
м0,5/с |
м3/с |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,5 |
4 |
9,24 |
0,43 |
37,10 |
97,31 |
1,0 |
9 |
11,46 |
0,78 |
41,17 |
335,19 |
1,5 |
15 |
13,70 |
1,09 |
45,24 |
708,47 |
2,0 |
22 |
15,92 |
1,38 |
47,35 |
1223,71 |
h0max=2,13 |
23,98 |
16,52 |
1,45 |
47,87 |
1382,27 |
1,15h0=2,44 |
28,98 |
17,91 |
1,60 |
48,77 |
1787,76 |
,
Проверка: определяется
модуль расхода
=
м3/с.
Расхождение ΔК=0,085%.
Из графика (рисунок 2) по значению Кфорс определяем глубину hфорс=2,25м.
По найденному значению hфорс определяется площадь живого сечения потока
|
|
=(7+2*2,25)*2,25=25,08
.
Вычисляется средняя
скорость потока при пропуске
|
|
=
м/с.
По hфорс
из таблице 1.4/1/ определяется
=0,75
м/с, проверяем
условие работы магистрального канала
на размыв
(0,59
0,684
0,75).
Пропуска Qфорс
в МК возможен.
Определяется строительная глубина магистрального канала
hстр= hфорс+h=2,25+0,4=2,65м, |
где h=0,4м - превышение бровки канала над уровнем воды при Qфорс, принимается /2/ по данным таблицы 1.6. По данным гидравлического расчёта на миллиметровой бумаге в масштабе М 1:100 вычерчивается поперечное сечение магистрального канала (рисунок 3.а).