Расчёт величины ω3/b для трапецеидальных участков водоотвода

h, м	, м2	, м	ω3/B, м5
1	2	3	4
0,4	1,04	3,2	0,35
0,5	1,375	3,5	0,74
0,6	1,74	3,8	1,39
0,7	2,135	4,1	2,37
0,8	2,56	4,4	3,81

Таким образом, числовое значение критической глубины = 0,64 м (рис. П.7.2).

2.3. Определение критического уклона

Для определения критического уклона на подводящем канале определим значения ω, С, R и χ для критической глубины = 0,64 м по формулам (2), (3), (6), (7).

Площадь живого сечения: м².

Рисунок П.7.2 – График зависимости ω³/B=f(h)

Смоченный периметр: м.

Гидравлический радиус: м.

Коэффициент Шези: м^0,5/с.

Тогда критический уклон по формуле (15) получается:

Т.к. и , то делаем вывод, что поток находится в спокойном состоянии.

2.4. Расчёт канала гидравлически наивыгоднейшего профиля (поперечного сечения)

По формуле (17) вычислим относительную ширину канала:

.

Для определения гидравлически наивыгоднейшего сечения воспользуемся графоаналитическим способом.

1) Задаваясь числовыми значениями глубин, определяем соответствующие значения расходов. Расчёт приводится в таблице П.7.4.

Таблица П.7.4

Расчёт расхода для трапецеидального участка водоотвода

h, м	, м	, м2	, м	, м0,5/с	, м3/с
1	2	3	4	5	6
0,2	0,12	0,08	0,10	21,00	0,02
0,5	0,30	0,53	0,25	26,32	0,22
0,8	0,48	1,35	0,40	29,55	0,80
1,0	0,61	2,11	0,50	31,22	1,47
1,2	0,73	3,03	0,60	32,66	2,43
1,4	0,85	4,13	0,70	33,92	3,70
1,6	0,97	5,39	0,80	35,06	5,34

2) Строим график Q = f(h) (рис. П.7.3).

Согласно графику (рис. П.7.3) числовое значение гидравлически наивыгоднейшей глубины h_гн = 1,44 м.

3) На построенном графике по оси Q откладываем значение заданного расхода Q₀ = 4 м³/с и с оси глубин снимаем значение гидравлически наивыгоднейшей глубины.

4) По формуле (18) определяем гидравлически наивыгоднейшую ширину:

м.

Для проверки правильности расчёта строим ГНП (рис. П.7.4) и совмещаем его с поперечным сечением для заданной ширины канала понизу b и вычисленной нормальной глубины . Масштаб графика выбран 1:50 (в 1 см 0,5 м).

Рисунок П.7.3 – График зависимости Q = f(h)

Рисунок П.7.4 – Гидравлически наивыгоднейший профиль, совмещенный с поперечным сечением при нормальной глубине