542

Параметры кривой вероятности величин максимальных расходов– среднемноголетнее значение максимальных расходов Qср, коэффициент вариации Cv и коэффициент асимметрии Cs определяются непосредственно по имеющемуся рядунепрерывных наблюдений.

Величина среднемноголетнего максимального расхода определяется по формуле

n

∑Qi

ср n

где Qi – максимальный расход с порядковым номером в ряду наблюдений;

n – число лет наблюдений.

Коэффициент вариации максимальных расходов определяется по формуле

где Kmin – минимальное значение модульного коэффициента. Расход расчетной вероятности превышения определяется по

Таблица 3

12

2. МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

При проектировании мостовых переходов в створах с неизученным гидрологическим режимом прогноз последнего приходится делать на основе приближенного морфометрического расчета, который заключается в оценке шероховатости русла и пойм по их внешним морфологическим и геометрическим характеристикам и в последующем определении скоростей течения и расходов по уровню равномерного течения.

Морфометрический расчет используется для:

– построения кривых общего Q = f (H), руслового Qрб = f (H), пойменных расходов Qпб = f (H) (рис. 4) и скоростей течения в русле vрб = f (H) и на поймах (рис. 3);

–оценки распределения расчетного расхода между элементами живого сечения долины. Величина распределения расчетного расхода между руслами и поймами является одной из основных характеристик, во многом определяющей как генеральные размеры будущих сооружений мостового перехода, так и особенности их работы;

–определения величины расчетных уровней в неизученных створах при известных величинах расчетных расходов;

–оценки бытовых скоростей течения в русле и на поймах;

–построения эпюр элементарных и интегральных расходов, последние часто используются при специальных расчетах (например, при расчете групповых отверстий).

Основное уравнение морфометрического расчета имеет вид

(8)

где νij – средняя скорость течения на i-м участке живого сечения

долины при j-м уровне;

mi – коэффициент ровности i-го участка (величина, обратная коэффициенту шероховатости n), m = 1n ;

hij – средняя глубина потока на i-м участке при j-м уровне; Iб – бытовой уклон свободной поверхности.

13

Последовательность морфометрического расчета:

–по имеющемуся профилю морфоствора (рис. 2) и морфологическому описанию характерных участков принимают коэффициент ровности (шероховатости) по табл. 4;

–задаются j-м уровнем воды и для каждого i-го характерного участка вычисляют площадь живого сечения ωij и среднюю глубину

hij = ωBij ; (9) ij

– вычисляют скорости течения на каждом i-м участке по уравнению (8) и величины расходов по формуле

– суммируют расходы характерных участков долины и определяют общий Qj, русловой бытовой Qрбj расходы и средние русловые

Рис. 2. Морфоствор по оси перехода

15

Рис. 3. Кривые русловых и пойменных скоростей

Рис. 4. Кривые общего, руслового и пойменных расходов

16

Таблица 5

Для створов, в которых известны величины расчетного уровня и расхода, морфометрический расчет дает возможность оценить распределение расчетного общего расхода между руслом и поймами:

где mр , mпi – соответственно коэффициенты ровности русла и ха-

рактерных участков пойм;

Bрб , Bпi – бытовая ширина русла и ширина i-го участка поймы;

hрб, hпбi – средняя глубина в русле и на i-м участке поймы. Величины руслового бытового и пойменного расходов при

этом определяются следующим образом:

18

3. НАЗНАЧЕНИЕ ОТВЕРСТИЯ МОСТА И РАЗМЕРОВ СРЕЗКИ

Русла рек формируются от разных по высоте паводков в течение длительного времени. При этом размеры русел рек в пределах каждого конкретного участка остаются достаточно устойчивыми во времени. Размеры русел рек определяются не по всем расходам, проходящим через данное сечение долины, а лишь по проходящей на его ширине частью общего расхода – руслового бытового расхода (Qрб). Сооружение мостового перехода не меняет общего расхода, проходящего через данное сечение, но меняет на участках, прилегающих к мостовому переходу, естественное распределение общего расхода между руслом и поймами. Чем больше относительная часть расхода, проходящего по поймам, и чем чаще они затопляются в паводки, тем в большей степени мостовой переход меняет естественный русловой режим реки на участке своего влияния и тем большие размеры мостового перехода могут быть приняты.

Искусственное уширение подмостовых русел (устройство срезок) является одним из эффективных средств уменьшения общего размыва, позволяет при сравнительно малых затратах назначить для одного и того жеотверстия моста существенно меньшее заложение опор.

влияют величина стеснения потока подходами к мосту

β=Qрм и вероятность затопления пойм в месте перехода Pп %. Сте-

Qрб

пень возможного уширения при этом оказывается тем больше, чем больше стеснен поток подходами и чем чаще затапливается пойма в месте перехода. Полнота расчетного паводка П (отношение средней высоты водомерного графика над поймой к максимальной) также оказывает заметное влияние на степень устойчивого уширения подмостовых русел, при этом большей полнотой определяют большие уширения.

19

Ширина устойчивого русла под мостом определяется по теоре- тико-эмпирической формуле

где Bрб – бытовая ширина русла;

β1% – степень стеснения потока на пике паводка ВП = 1 % при отверстии моста Lм = Bрм .

Первоначально, а также в том случае, если мост перекрывает только русло, степень стеснения потока определяют по формуле

В том случае, когда мост перекрывает русло и часть поймы, пропускающую значительную часть расхода, после предварительного определения ширины устойчивого русла под мостом по формуле (13) и назначения отверстия моста находят новое фактическое значение β1% по формуле (20).

Kп – эмпирический коэффициент, учитывающий влияние полноты расчетного паводка, определяется по формуле

где П – полнота расчетного паводка (отношение средней высоты водомерного графика над поймой к максимальной (рис. 5.), при отсутствии данных можно принимать П ≈ 0,7.

KP % – коэффициент, учитывающий влияние частоты затопления пойм в месте перехода, вычисляется по эмпирической формуле

20