3. Визначення розрахункових витрат

Для проведення гідравлічних розрахунків споруд необхідно знати розрахункові витрати ріки в створі розміщення об’єкту. До основних розрахункових витрат відноситься максимальна забезпеченістю 1%, руслоформуюча забезпеченістю 10%, середня багаторічна забезпеченістю 50%. За необхідності визначають додатково інші витрати.

Так як фактичні вимірювання витрат в розрахунковому створі не проводились, то їх визначають розрахунком за методом аналогії [9].

Максимальна витрата води в розрахунковому створі розрахункової забезпеченості:

, м³/с (3.1)

де - модуль максимальної витрати забезпеченістю 1% ріки-аналога, м³/с км²; - площа водозбору ріки-аналога, км²; - коефіцієнт переходу від максимальної витрати забезпеченістю 1% до витрат інших забезпеченостей; - коефіцієнт редукції модуля максимальної витрати (n=0,40).

При визначенні Q_1%за формулою (3.1) приймаємо =1,0. При визначенні Q_10% коефіцієнт переходу до забезпеченісті 10% залежить від площі водозбору. Якщо площа менше 100 км², то =0,3…0,4. Якщо площа більше 100 км², то можна прийняти =0,4…0,5.

Для малих водозборів висотою до 150…500м над рівнем моря в формулі (3.1) застосовується додатково понижуючий коефіцієнт k=0,815:

. м³/с (3.2)

Середня багаторічна витрата з забезпеченістю 50% в розрахунковому створі:

, м³/с (3.3)

де - модуль середньої багаторічної витрати ріки – аналога забезпеченістю 50%, л/с км².

4. Розрахунок прокопу

Прокоп – це канал, що випрямляє зворот річки, його нове штучне русло. Прокоп зменшує звивистість річки, її довжину і збільшує похил. Це в свою чергу збільшує її пропускну здатність і зменшує рівні води в паводок. Якщо на заплаві існують численні протоки і рукави, а основне русло слабко виражене, то прокоп проектують по центру заплави.

Нове русло повинне мати стійке до розмивання з’єднання з існуючим руслом, бути прямолінійним або мати невелику плавнозмінюючу кривизну в плані, стійкі ґрунти в основі, не перетинати слабкі ґрунти і озера, проходити в межах заплави.З часом прокоп природнім шляхом поширюється і поглиблюється, а його русловий режим набуває ознак, характерних для природнього русла.

Гідравлічний розрахунок прокопу проводимо на пропуск руслоформуючої витрати за безпеченістю 10%. Гідравлічним розрахунком визначаються розміри поперечного перерізу прокопу в слідуючій послідовності:

1. Визначаємо площу поперечного перерізу прокопу:

, (4.1)

де - витрата забезпеченістю 10%, м³/с; - швидкість в побутовому руслі при заповнені його до бровок, м/с; - довжина прокопу з плану ділянки, м; - довжина закруту природнього русла з плану ділянки, м; і - коефіцієнт шорсткості русла в межах закруту і прокопу ( =0,05, =0,03).

Швидкість в побутовому руслі визначаємо згідно [5] як середню швидкість при руслоформуючій витраті забезпеченістю 10% в слідуючій послідовності:

1. Визначаємо з таблиць нерозмиваючу швидкістьV_nв залежності від середнього діаметру частинок насосів, що складають русло (додаток 3).

2. Визначаємо середню глибину потоку:

, м (4.2)

де - середній похил прокопу; – коефіцієнт швидкості ( =1,1).

3. Визначаємо швидкість в побутовому руслі:

. м/с (4.3)

2. Приймаємо прокоп трапецеїдальної форми поперечного перерізу. Коефіцієнт закладання укосів приймаємо m=3,0. Ширину прокопу по-дну (в) приймаємо відповідно розміру існуючого русла ріки на прямих ділянках біля об’єкту в меженний період.

3. З рівняння площі трапеції визначаємо середню глибину води в прокопі при Q_10%:

. м (4.4)

4.Лінія дна прокопу з’єднує рівні води забезпеченістю р=50% на початку і в кінці прокопу.