13.Расчет отверстий труб в безнапорном и напорном режимах.

Безнапорный режим, если подпор меньше высоты трубы на вхо­де либо превышает ее не более чем на 20%; на всем протяжении трубы водный поток имеет свободную поверхность (рис. 9.7, а);

Напорный режим, устанавливающийся при специальных вход­ных оголовках обтекаемой формы и при подтоплении верха трубы на входе более чем на 20% (рис. 9.7, в); на большей части длины труба работает полным сечением и лишь у выхода поток может отрываться от потолка трубы,

а) безнапорный режим (аналогия — водослив с широким поро­гом)

где Q_c — расход воды, проходящей в сооружении; w_с — площадь сжатого сечения в трубе, вычисляемая при глубине h_с = 0,5 H; f_б — коэффициент ско­рости.

Для прямоугольных сечений w_с =0,5bH

б) напорный режим (аналогия — истечение из трубопровода)

где w_то, h_то - площадь сечения и высота основного протяжения трубы; f_н — коэффициент скорости;

f_н =0,95 (для обтекаемого оголовка); l, i— длина и уклон трубы; i_w — уклон трения.

Расходная характеристика целиком заполненной трубы K_o=wC подсчитывается в зависимости от ее очертания; для круглых труб K_o=24d^8/3.

Напорный режим и работа трубы полным сечением практически на всем протяжении при отсутствии подтопления выхода гаранти­руются при i≤ i_w. При этом если i<i_w, то глубина воды перед на­порной трубой, как это следует из формулы (9.23), составляет

14.Расчет стока ливневых и талых вод при определении отверстий малых искусственных сооружений.

Максимальный расход заданной вероятности превышения определяют по формуле:

где а_р — расчетная интенсивность дождя, мм/мин; F — площадь водосбора, км², определяемая по карте в горизонталях; a — коэффициент склонового стока, f — коэффициент редукции максимального ливневого стока, зави­сящий от площади водосбора.

Для уточнения расчетов в формулу вводят два дополнительных множителя: Кi — коэффициент, учитывающий крутизну лога; Кф — коэффи­циент, зависящий от формы бассейна.

Расчетная интенсивность дождя различной вероятности превышения опреде­ляется по формуле

где а_час — интенсивность дождя продолжительностью 1 час, мм/мин; K_t — коэффициент приведения интенсивности к действительной продолжительно­сти наиболее опасного расчетного дождя.

Расчетный мак­симальный расход талых вод для любых бассейнов определяется по редукционной формуле

где h_р — расчетный слой суммарного стока, мм, той же ВП, что и искомый максимальный расход; F — площадь водосбора, км²; К_о — коэффициент дружности половодья, зависит от геогр. зоны; п — показа­тель степени (для равнинных водосборов он принимается по табл. XIV. 13, а для горных n=0,15; к горным относятся водосборы с уклонами более 0,05); d₁, d₂ — коэффициенты, учитывающие снижение расхода на бассейнах, имеющих озера (d₁), залесенных и заболоченных (d₂).

К I категории рельефа относятся бассейны, располагающиеся в пределах холмистых и платообразных возвышенностей, ко II категории — бассейны, где холмистые возвышенности чередуются с понижениями между ними, к III катего­рии — бассейны, которые расположены в пределах плоских низменностей.

Слой стока половодья h_р заданной ВП рассчитывают обычным способом по трем параметрам: среднему многолетнему слою стока h, коэффициенту вариации C_vh и коэффициенту асимметрии C_sh слоя стока.