20. Общие размывы под мостом в русле.

В русле частицы данных наносов в бытовых условиях в паводок на реке вне зоны мостового перехода перемещаются по дну.

V_рб = V_нер

Имеет место баланс наносов.

Объём приносимых наносов, равен объёму уносимых наносов.

В зоне мостового переходе скорость водного потока равна:

V_рм = ƃ_р · V_рб > V_нер.

В связи с этим увеличиваются транспортировочная способность транспортного потока и нарушается баланс наносов. Из зоны сужения потоком уносится объём наносов ƃ_м, а поступает с верху G_б.

Условие начала размыва русла:

G_м > G_б.

Подвижный слой наносов защищает дно русла от размыва. Если слой наносов исчезает, то происходит размыв дна русла, увеличивается глубина водного потока и площади живого сечения.

W_рм > W_рб

Скорость движения воды уменьшается транспортирующая способность потока уменьшается.

При некоторой скорости под мостом баланс наносов прекращается.

Глубина в русле под мостом определяется по формуле:

Q = V · W РУВВ

Q_б = V_рб · В_рб · h_рб

h_рб Q_рм = V_рм · В_рм · h_рм

h_рм=h_рб ·(Q_рм/Q_рб)^8/9·(В_рб/ В_рб)^2/3

В_рб

При выводе этой формулы предполагали, что паводок длится в течение времени, достаточном для размыва русла на глубину, при которой восстанавливается баланс наносов. Полученная глубина является максимально возможной и называется нижней границей размыва. Она соответствует случаю, когда паводок проходит через несколько десятков лет после постройки моста и дно размывается паводком.

Если расчётный паводок происходит сразу после постройки моста, то глубина после размыва будет меньше и называется верхней границей размыва.

Величина расхождения между нижней и верхней границами размыва зависит от формы гидрографа паводка и от крупности наносов.

Если расхождение небольшое, то расчёт глубины опор ведут по нижней границе размыва.

21. Определение бытовых характеристик водотока (расчетного расхода, средней глубины воды).

Исходными данными являются поперечное сечение реки и его морфологические характеристики, расчетный уровень высокой воды РУВВ и расчетный уклон J.

На вертикалях поперечного сечения вычисляют глубины воды h_i как разность отметок РУВВ и поверхности поймы или дна русла, а также вычисляют скорости движения воды по формуле:

, где:

m – коэффициент, учитывающий шероховатость лога и склонов;

J_с – уклон лога у сооружения в долях единицы.

На вертикалях поперечного сечения вычисляют элементарные расходы по формуле:

Рисунок 3.1.1 Схема к определению расчетного расхода при РУВВ:

а) эпюра элементарных расходов; б) морфоствор.

Общая площадь эпюры элементарных расходов равна расчетному расходу. Площадь эпюры над руслом равна расчетному расходу в русле Q_рб, над поймами – расчетному расходу на левой и правой поймах Q_пб, (Q_лпб, Q_ппб).

Вычисляют площади живого сечения между вертикалями и площади русла и пойм. Принимают условно поперечное сечение русла и пойм прямоугольным шириною В_рб и высотою h_рб в случае русла и В_пб и h_пб в случае поймы. Получают среднюю глубину воды в бытовых условиях при РУВВ.

Значения средних глубин определяются по формуле:

, где:

– площадь живого сечения при РУВВ русла и поймы.

Средняя скорость определяется по формуле:

, где:

где h_рб, h_пб – средняя бытовая глубина в русле и на пойме.