Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Белорусский государственный университет транспорта Кафедра «Экология и рациональное использование водных ресурсов» Расчётно-графическая работа

по дисциплине: «Гидравлика, гидрология и гидрометрия водотоков»

На тему: «Гидравлические расчёты неравномерного установившегося движения воды в открытых призматических руслах»

Вариант 27B

Выполнил: Проверил:

студент гр. СП-22 ассистент

Шадрухин Д. М. Новикова О.К.

Гомель 2010 г.

Содержание

Исходные данные…………………………………………………………………..3

1 Построение кривой свободной поверхности потока…..……………………… 4

1.1 Определение нормальной глубины наполнения h₀………………………..…4

1.2 Определение критической глубины………………………………………..…6

1.3 Установление формы свободной поверхности потока…………………..…..8

1.4 Определение гидравлического показателя руслаx………………………..…9

1.5 Определение величины j_ср……………………………………………………10

1.6 Определение координат кривой свободной поверхности потока по уравнению Б.А. Бахметева……………………………………………………….…11

Рисунок 5—Неравномерное дщвижение воды на перепаде…………………...13

2 Определение характера сопряжения падающей струи с нижним бьефом…. 14

3 Проектирование гасителя энергии в нижнем бьефе……………………….…17

3.1 Определение глубины колодца………………………………………………17

3.2Определяем длину водобойного колодца……………………………………18

Литература…………………………………………………………………………19

Неравномерное движение воды и сопряжение бьефов за перепадом

Обозначения, принятые в задании:

Q – расчётный расход воды, м³/с;

b – ширина канала по дну, м;

i – продольный уклон дна канала;

P – высота водослива и высота стенки перепада, м;

h_б– бытовая глубина, м.

Исходные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1– Исходные данные

Q	b	i	P	hб	грунт
45,0	8	0,0009	5,5	2,50	Нормальная глина

Рисунок 1 – Расчётная схема неравномерного движения воды на перепаде

1 Построение кривой свободной поверхности потока

1.1 Определение нормальной глубины наполнения h0

Глубину наполнения канала h₀ определим методом подбора. Находим модуль расхода К₀, которым должен характеризоваться рассчитываемый канал он рассчитывается по формуле

, м³/с; (1)

м³/с.

Составляем таблицу 2, в которой задаёмся рядом значений h и для каждого h вычисляем соответственно модуль расхода К.

Таблица 2 – Расчет модуля расхода

1	9	10,82	0,83	48,17	394,51
2	20	13,65	1,47	54	1306,80
3	33	16,48	2	57,43	2672,20
4	48	19,31	2,49	60	4550,42
h0=2,2	22,40	14,23	1,54	54,6	1517,75

Площадь поперечного сечения определяется по формуле

, м²; (2)

где m – коэффициент заложения откоса, m=1,5 [2, с.85];

h – глубина наполнения канала, м;

b – ширина канала по дну, м.

Длина смоченного периметра определяется по формуле

, м; (3)

Гидравлический радиус определяется по формуле

, м; (4)

Определяем коэффициент Шези по формуле

, ; (5)

где n – коэффициент шероховатости русла, n=0,02 [2, с.86];

y – коэффициент, зависящий от шероховатости гидравлического радиуса русла, y =0,2.

Модуль расхода водослива определяется по формуле

, ; (6)

По данным таблицы 2 строим график h=f(K). График представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 – График для определения нормальной глубины

По графику находим нормальную глубину h₀ = 2,2 м.

В таблице 2 проводим проверку правильности определения нормальной глубины

∆= ; (7)

∆= .