Содержание

Определение расхода воды расчетным способом……………………….…2

Определение расхода воды с помощью морфометрического уравнения...5

Формула Щевьева…………………………………………………………….5

Соотношения Железнякова………………………………………………….7

Методика прогнозов максимальных расходов воды в реке……………….8

Расчет гидрологических характеристик для обеспечения проектных

решений мостового перехода……………………………....……………….11

Максимальный сток воды весеннего половодья………………………......11

Максимальный сток воды в дождевой паводок…………………………...12

Учет расхода взвешенных наносов при принятии проектных

решений конструирования мостовых переходов………………………….13

Заключение…………………………………………………………………..16

Список литературы………………………………………………………….17

Определение расхода воды расчетным способом

Идея способа и порядок работ:

Расход воды:

Последовательность работ:

-измерение уровня воды;

-измерение глубины;

-назначение скоростных вертикалей;

-измерение скоростей течения в точках сечения потока.

На основании данных промеров строится поперечный профиль реки по гидрометрическому створу.

Измерение скоростей течения воды на вертикалях точечным способом:

Скорости течения на вертикалях измеряются в 5ти точках: 0.2; 0.5; 0.8 глубины и у дна.

Порядок работы:

-измерение глубины;

-расчет погружения вертушки;

-закрепление вертушки на штанге;

-погружение вертушки в воду;

-подсчет числа оборотов винта;

-перемещение вертушки в следующую точку;

Расчет расхода воды:

Аналитических способ:

1. подсчет числа оборотов винта в 1 сек, для каждой точки с точностью до 0.01 1/сек;

2. вычисление скоростей течения в точках u;

3. построение эпюр распределения скоростей на вертикали;

4. вычисление средних скоростей на вертикалях u_B в зависимости от числа точек.

u_B = 0.10(u_пов + 3u_0.2 + 3u_0.6 + 2u_0.8 +u_дно)

u_B = 0.25(u_0.2 + 2u_0.6 + u_0.8)

u_B = 0.5(u_0.2 + u_.08)

u_B = u_0.6

5. Вычисление расхода по формуле

q₁; q₂;…;q_n – расходы воды на вертикалях (q=hu_b)

b₁; b₂; …;b_n+1 – расстояния между скоростными вертикалями

K – коэффициент для скоростей на прибрежных вертикалях

(K=0.7 – пологий берег; K=0.8 – обрывистый берег)

Графо-механический способ:

1. строится профиль поперечного сечения реки;

2. строятся эпюры скоростей на вертикалях;

3. планиметрируются площади эпюр, численно равные расходу воды q на вертикалях;

4. вычисляются средние скорости на вертикалях u_b=q/h;

5. строится эпюра распределения скоростей (средних) на вертикалях по ширине реки;

6. вычисляются расходы q для каждой промерной вертикали по формуле q=hu_b;

7. строится эпюра распределения расходов q.

Точность определения расхода воды по измерениям ограничений и глубины:

Основные измерения расчета:

Вычисление параметров постоянных характеристик и гидравлического сопротивления:

-отношение средней скорости потока к повышенной

;

-отношение средней скорости к настоящей

;

-коэффициент Кориолиса

-коэффициент шероховатости

(коэф. Шизи)

Определение расхода воды с помощью морфометрического уравнения.

Морфометрическое уравнение предложено Ю.А.Щевьевым на основе выкладок.

1. Основные постулаты теории:

Основные характеристики потока – скорость и пропускная способность определяются 3-мя параметрами: уклоном, глубиной и скоростью трения.

Шероховатость играет определяющую роль, однако она косвенно учитывается этими характеристиками.

2. Средняя скорость течения определяется уклоном, глубиной, скоростью течения на вертикали, средним значением скорости трения по смоченному периметру

(1)

Формула (1) отличается от известной в гидравлике формулы тем, что здесь введена в знаменатель ширина русла реки B.

3. Все турбулентные и гидравлические характеристики потоков определяются формой и размерами живого сечения.

Формула Щевьева

Основывается на зависимости Ландау ;

где - изменение средней скорости по вертикали

– скорость трения

– параметр Кармана, определяющие турбулентное трение в потоке

−расстояние до дна потока

В соответствии с проведенными экспериментами ж определяется для плоского потока из простой формулы:

Ж=

Т.о, зная скорость трения, параметр Кармана и расстояние до дна потока, можно определить градиент скорости.

Основная задача- определение точки приложения средней скорости на вертикали. Экспериментально установленная точка приложения средней скорости определяется из соотношения среднего трения в поперечном сечении и трения по вертикали.

Ж=

- весовая функция, т.е. функция, указывающая величину скорости, приходящуюся на некоторый отрезок и вклад этой скорости в ее значение на вертикали

– скорость в расчетной координате

Определим :

n – число точек на вертикали, откладываемых через единицу длины до точки приложения средней скорости.

Предложенная зависимость не может быть использована при расчетах пространственных течений в связи с тем, что не учитывается эффект взаимодействия потока со сложными очертаниями русла.

Для того чтобы устранить эту проблему в уравнение были введены корректирующие множители Железнякова.