Расчет гидрологических характеристик для обеспечения проектных решений мостового перехода

Расчет ведется по СНиПу и пособию по определению расчетных гидрологических характеристик, которое составлено в дополнение к СНиПу 2.01.14-03 “Определение расчетных гидрологических характеристик”.

С помощью этого пособия рассчитываются характеристики 1%-ой обеспеченности расходов, вызванных таянием снегов и дождевыми паводками.

Максимальный сток воды весеннего половодья

Методы расчета, изложенные в вышеуказанных документах, следует применять для бассейнов рек площадью

Расчетный расход воды весеннего половодья заданной ежегодной вероятности превышения p% следует определять по формуле: (1)

— параметр, характеризующий дружность весеннего половодья

— расчетный слой суммарного весеннего стока ежегодно вероятности превышения р%, мм

— коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов воды.

— коэффициент, учитывающий влияние водохранилищ, прудов и проточных озер

— коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заселенных бассейнах

— коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах

— коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды под влиянием агротехнических предприятий на реках с площадью бассейна менее

— площадь водосбора до расчетного створа

— эмпирический параметр, учитывающий снижение интенсивности редукции модуля максимального стока с уменьшением площади водосбора

— показатель степени редукции

Максимальный сток воды в дождевой паводок

Максимальный расход воды дождевого паводка при наличии рек-аналогов следует определять по редуцированной формуле:

— модуль максимального мгновенного расхода воды реки-аналога расчетной вероятностью превышения

— коэффициенты, учитывающие снижение максимальных расходов воды проточными озерами для исследуемой реки-аналога

— коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах

— коэффициент редукции модуля максимального мгновенного расхода воды с увеличением площади водосбора

и — площади водосборов дождевых паводков, при отсутствии рек-аналогов следует определять по редукционной формуле:

где – модуль максимального мгновенного расхода воды ежегодной вероятности превышения 1% при δ = δ₂ = δ₃ = 1;

– переходный коэффициент от максимальных мгновенных расходов воды с ежегодной вероятностью превышения 1% к максимальным расходам воды другой вероятности превышения;

δ₃ – коэффициент, учитывающий изменение параметра с изменением средней высоты водосбора в горных реках.

Все параметры определяются по пособию.

Учет расхода взвешенных наносов при принятии проектных решений конструирования мостовых переходов

Движение донных наносов происходит в виде песчаных гряд. На основе многосторонних исследований были разработаны многочисленные расчеты этого вида транспорта донных наносов. Суть концепции, на которой базируются эти методы, состоит в том, что вся масса влекомых грунтов перемещается как единое целое в виде песчаных волн.

Песчинки движутся как единое целое, а по поверхности гряды и гряда деформируется в процессе движения. Часть песчаных частиц поступает с гребня гряды на напорный склон последующей, минуя подвалья. Если бы они попадали в подвалье, то в этом случае конструкция движения как единого целого была бы верна. Однако данные Велинфордской обсерватории (США) полностью опровергают эту концепцию.

На основе концепции получено более 200 формул типа:

Q_s = K₁K₂h/LV ^K3,

где K₁ , K₂ , K₃ – эмпирические коэффициенты;

V – средняя скорость течения;

h/L – крутизна гребня гряды.

Для принципиального решения вопроса об определении влекомых наносов при проектировании мостового перехода необходимо установить связь между перемещением песчаных частиц по склону гряды и кинематическими характеристиками потока. Эту проблему впервые решил Щевьев Ю.Л. (1992). Для этого он использовал касательные напряжения.

Рассчитать расходы при затоплении поймы высотой 1м и ширины правой и левой поймы 200м. Общая ширина 200м+200м+48м=448м

I = 0.004

u_ср = 1 м

R = R/n_ср = 0.5

χ = R/n_ср=0.5/1=0.5

1. Площадь живого сечения:

1 уровень: ω₁=20 м²

2 уровень: ω₁=56 м²

3 уровень: ω₁=170 м²

2. Ширина:

B₁=31 м

B₂=40 м

B₃=51 м

3. Средняя глубина:

Н_ср1: ω₁/B₁=0.6 м

Н_ср2: ω₂/B₂=1.3 м

Н_ср3: ω₃/B₃=3.4 м

4. Гидравлический радиус:

5. Скорость трения:

6. Параметр формы русла:

7. Коэфициент α:

8. Скорость в реке для 3х уровней:

9. n=Rα

n₁=0.32∙0.39=0.125

n₂=0.69∙0.45=0.310

n₃=1.62∙0.76=1.230