4.6 Гідравлічні розрахунки і встановлення розмірів поперечного перерізу каналів
В зв’язку з тим, що водозабірна площа каналу 2Д є більшою , то параметри поперечного перерізу визначаємо гідравлічним розрахунком .
Метою гідравлічного розрахунку є призначити форму поперечного перерізу для даної форми, встановити розміри поперечного перерізу та виконати перевірку руху води в каналі на розмив та замулення.
Вихідні дані розрахунку:
-
посівна витрата 10% забезпеченості
=
0,56
;
-
витрата весняної повені 10% забезпеченості
=
0,92
;
-
високо-літня 10% забезпеченості
=
0,76
;
-
меженної 50% забезпеченості
=
0,032
;
Проектний похил дна каналу 0,002 та механічний склад ґрунтів по трасі каналу – супіски.
В залежності від величини розрахункових витрат води, форму поперечного перерізу назначаємо трапецевидною. Ширину каналу по дну назначаємо b=1,0м, m=2,0, ґрунти супіщані.
Для визначення глибини наповнення каналу водою, виконуємо гідравлічні розрахунки, дивись таблицю 4.5.
Гідравлічний розрахунок виконуємо по формулі рівномірного руху води у відкритому руслі:
;
;
;
;
,
де
- витрата води в каналі,
;
-
швидкість води в каналі, м/с;
-
гідравлічний радіус, м;
-
площа поперечного перерізу,
;
-
змочений периметр, м;
-
глибина наповнення каналу, м;
-
ширина каналу по дну, м;
-
коефіцієнт Шезі;
-
коефіцієнт шорсткості русла;
- проектний похил дна каналу.
Таблиця 4.5 До гідравлічного розрахунку магістрального каналу
, м |
|
, м |
, |
, м |
, м |
|
|
i=0,0002 |
i=0,0036 |
||
, м/с |
,
|
, м/с |
,
|
||||||||
1,00 |
2,00 |
0,20 |
0,28 |
1,89 |
0,15 |
0,03 |
7,57 |
0,11 |
0,03 |
0,45 |
0,13 |
1,00 |
2,00 |
0,50 |
1,00 |
3,24 |
0,31 |
0,03 |
13,30 |
0,19 |
0,19 |
0,80 |
0,8 |
1,00 |
2,00 |
1,00 |
3,00 |
5,47 |
0,55 |
0,03 |
21,10 |
1,30 |
0,90 |
1,27 |
3,81 |
1,00 |
2,00 |
1,50 |
6,0 |
7,71 |
0,78 |
0,03 |
27,64 |
0,39 |
2,35 |
1,66 |
9,96 |
1,00 |
2,00 |
2,00 |
10,00 |
9,94 |
1,01 |
0,03 |
33,55 |
0,47 |
4,74 |
2,01 |
20,1 |
По даних таблиці 4.5 будуємо графіки залежності Q=f(h) та V=f(h), дивись рисунок 4.1
Відповідно розрахунковим витратам по графіку залежності Q=f(h) визначаємо глибину води в каналі:
При похилі 0,0002:
При
10%
=0,34
;
=0,55м;
10%
=0,93
;
=1,02м;
10%
=0,86
;
=0,97м;
50%
=0,012
;
=0,12м.
Визначаємо глибину каналу із-за умов пропуску розрахункових витрат води.
≥
+
1 м= 0,55 + 1,0 = 1,55м;
≥
+
0,2м= 1,02 + 0,2 = 1,22м;
≥
+
0,2м= 0,97 + 0,2 = 1,17м.
Приймаємо Н= 1,55м. Дана глибина може бути збільшена при спряжені каналів у вертикальній площині. Дивись побудову поздовжніх профілів (дивись лист 4).
Виконуємо перевірку руху води в каналі на розмив та замулення. При похилі i=0,0002.
- На розмив:
Визначаємо
фактичну швидкість руху води в каналі
при Н=1,55м і
=0,39м/с.
Допустима швидкість на розмив становить:
,
де
- допустима швидкість руху води в каналі
при R=1,0м,
Висновок: кріплення ложа каналу дерниною не потрібне.
- На замулення .
Фактична швидкість руху води при меженній витраті становить:
Висновок: необхідна періодична очистка каналу.
При похилі 0,0036:
При 10% =0,34 ; =0,38м;
10% =0,93 ; =0,55м;
10% =0,86 ; =0,50м;
50% =0,012 ; =0,08м.
Визначаємо глибину каналу із-за умов пропуску розрахункових витрат води.
≥ + 1 м= 0,38 + 1,0 = 1,38м;
≥ + 0,2м= 0,55 + 0,2 = 0,75м;
≥ + 0,2м= 0,5 + 0,2 = 0,70м.
Приймаємо Н= 1,38м. Дана глибина може бути збільшена при спряжені каналів у вертикальній площині. Дивись побудову поздовжніх профілів (див. лист 4).
Виконуємо перевірку руху води в каналі на розмив та замулення. При похилі i=0,0036.
- На розмив:
Визначаємо фактичну швидкість руху води в каналі при Н=1,38м і =1,59м/с.
Допустима швидкість на розмив становить:
,
де - допустима швидкість руху води в каналі при R=1,0м,
Висновок: потрібне кріплення ложа каналу.
- На замулення .
Фактична швидкість руху води при меженній витраті становить:
Висновок: періодична очистка каналу не потрібна.