Приложение 2

Пример1. Определить расчетный уровень высокой воды РУВВ_р%, вероятность затопления пойм Р_П% и расход расчетной вероятности превышения на мостовом переходе через р. Хопер.

Расчетная вероятность превышения – 1%, «0» графика водопоста – 85,00 м абс, отметка поймы – 88,40 м абс.

Ряд наблюдений за максимальными уровнями и расходами с 1937 по 1961 гг. представлен графах 3 и 5 таблицы.

Таблица

N п/п	Годы	Н, см	Н ранж. см.	Q м3/с	Q ранж. м3/с	К	К - I			(К- I)2	Pэ
							+		
1	2	3	4	5	6	7	8		9	10	11
1	1937	383	660	650	3750	2,59	1,59			2,53	3,8
2	1938	368	645	600	3500	2,41	1,41			1,99	7,7
3	1939	418	618	875	3000	2,07	1,07			1,14	11,5
4	1940	360	580	550	2450	1,69	0,69			0,48	15,4
5	1941	475	568	1200	2250	1,55	0,55			0,30	19,2
6	1942	660	553	3750	2050	1,41	0,41			0,17	23,1
7	1943	370	543	600	1950	1,34	0,34			0,12	26,9
6	1944	403	520	750	1750	1,21	0,21			0,04	30,3
9	1945	505	518	1550	1750	1,21	0,21			0,04	34,6
10	1946	580	515	2450	1730	1,19	0,19			0,04	38,5
11	1947	543	505	1950	1550	1,07	0,07			0,01	42,3
12	1948	618	485	3000	1300	0,90		-0,10		0,01	46,2
13	1949	383	475	650	1200	0,83		-0,17		0,03	50,0
14	1950	405	455	750	1100	0,76		-0,24		0,06	53,8
15	1951	568	418	2250	875	0,60		0.40		0,16	57,7
16	1952	333	413	450	840	0,58		-0,42		0,18	61,5
17	1953	520	405	1750	750	0,52		-0,48		0,23	65,4
18	1954	210	403	200	750	0,52		-0,48		0,23	69,2
19	1955	645	383	3500	650	0,45		-0,55		0,30	73,1
20	1956	485	383	1300	650	0,45		-0.55		0,30	76,9
21	1957	553	370	2050	600	0,41		-0,59		0,35	80,8
22	1958	413	368	840	600	0,41		-0,59		0,35	84,6
23	1959	515	360	1730	550	0,38		-0,62		0,38	88,5
24	I960	455	333	1100	450	0,31		-0,69		0,48	92,3
25	1961	518	210	1750	200	0,14		-0,86		0,74	96,2
				36245	36245	25,0	6,74	-6,74		10,66

Среднемноголетний максимальный расход, м³/с:

Q

34

_cр=

Коэффициент вариации максимальных расходов (формула 4)

C_v= = 0,67

Коэффициент асимметрии (формула 5)

С_s= = 1,56

Коэффициент Ф при ВП =1% и C_s = 1,56 определяется по прил. 1:

Ф = 3,37

Расчетный расход ВП = 1% (формула 6)

Q _1%= 1450·(0,67x3,37 + 1) = 4720 м³/с.

Q _1% = 4720 м³/с.

С использованием соответствующих значений граф 4 и 11 табл. строится кривая вероятностей максимальных уровней (см. рис. прил. 2). Для расчетной вероятности ВП =1% по кривой Н = f(Р_э%) имеем:

Н _1% = 705 см.

Для определения абсолютной отметки расчетного уровня воды необходимо к полученному значению (в отсчетах рейки водопоста) прибавить значение "0" графика:

РУВВ _1% = 7,05 + 85,00 = 92,05 м абс.

РУВВ _1% = 92,05 м абс.

Для определения вероятности затопления пойм в месте перехода необходимо абсолютную отметку поймы перевести в отсчет рейки водопоста:

Н_П = 88,40 - 85,00 = 3,40 м = 340 см.

Пересечение прямой с отметкой поймы Н_П = 340 см и кривой вероятностей максимальных уровней (см. рис. прил. 2) определяет значение вероятности затопления пойм в месте перехода:

Р_П%=86 %

Рис. Кривая вероятностей максимальных уровней воды.

Пример2. Морфометрический расчет.

Вычислить русловой бытовой и пойменный бытовой расходы на мостовом переходе через р. Хопер.

Расчетный общий расход ВП =1% - 4720 м³/с.

Расчетный уровень высокой воды ВП =1% - 92,05 м..

Средняя отметка дна русла - 84,00 м.

Средняя отметка поймы - 88,40 м.

Ширина русла - 85 м.

Ширина разлива - 5000 м.

Характеристика шероховатости русла - 40.

Характеристика шероховатости поймы - 10.

Средняя глубина в русле h_рб = 92,05 - 84,00 = 8,05 м.

Средняя глубина на пойме h_пб = 92,05 - 88,40 = 3,65 м.

Ширина поймы В_п = 5000 - 85 = 4915 м.

Относительное распределение общего расхода(формула 10)

τ = = = 0,20.

Русловой бытовой и пойменный расход (формула ??)

Q_рб= 4720·0,20 = 944 м³/с; Q_пб=4720∙(1-0,20) = 3776 м³/с

Q_рб= 944 м³/с; Q_пб= 3776 м³/с.

Пример3. Расчет срезки

Определить ширину подмостового русла и величину отверстия моcта на мостовом переходе через р.Хопер.

Бытовая ширина русла - 85 м.

Расчетный общий расход ВП =1% - 4720 м³/с.

Русловой бытовой расход – 944 м³/с.

Полнота расчетного паводка - 0,6.

Вероятность затопления пойм - 86%.

Суммарная ширина опор - 20 м.

Ширина укрепления подошв конусов - 20 м.

Коэффициент заложения откосов конусов - 2,0.

Глубина на пойме у конусов при РУВВ - 3,65 м.

Степень стеснения потока при величине отверстия без сохранения пойменной части определяется по формуле

β_1%= Q_1%/ Q_рб = 1/ τ = 4720/944= 5,00.

Коэффициент, учитывающий влияние полноты расчетного паводка, К _п = 0,7, поскольку β_1%>4,5 (формула 23).

Коэффициент, учитывающий влияние частоты затопления пойм (формула 24),

К_р%= = 0,86.

Ширина устойчивого подмостового русла определяется по формуле (24)

В_рм= 85[(5,0^0,93 - 1)∙0,70∙0,86 + 1] = 262 м.

В_рм = 262 м.

Величина отверстия моста без сохранения пойменной части (формула 25)

L_M = 1,1∙262 + 20 + 20 + 2∙2,0∙3,65 = 343 м.

L_M = 343 м.

Пример 4.

Определить глубину общего размыва на мостовом переходе через р. Хопер.

Расчетный уровень высокой воды ВП = 1% - 92,05 м.

Полнота расчетного паводка - 0,6.

Длительность расчетного паводка над поймой - 35 сут.

Расчетный общий расход ВП = 1% - 4720 м³/с.

Русловой бытовой расход - 944 м³/с.

Средняя бытовая отметка в русле - 84,00 м.

Минимальная бытовая отметка в русле - 81,65 м.

Ширина русла бытовая - 85 м.

Ширина русла под мостом с учетом срезки -262 м.

Ширина разлива - 5000 м.

Средняя крупность донных отложений - 0,3 мм.

Отверстие моста в свету - 350 м.

Длина верховых струенаправляющих дамб - 300 м.

Ширина малой поймы - 140 м.

Ширина большой поймы - 4775 м.

Средняя бытовая глубина в русле

h_рб =92,05 - 84,00 = 8,05 м.

Максимальная глубина в русле

h_{рб макс}=95,02 - 81,65=10,40 м.

Коэффициент формы русла

= = = .

Бытовой погонный расход на пойме (формула 28)

q _пб = м³/с/м.

Степень стеснения потока (формула 27)

.

Бытовой погонный расход руслоформирующих наносов (формула 32)

g_б= = 0,00078 м³/с/м;

Где А_д= 0,000305 и А_в=0,000380 – функции свойств грунта, определенные по графику на рис. 6 для d= 0,3 мм;

V_рб= = = 1,38 м/с - русловая бытовая скорость течения;

= 0,6 м/с/м^1/6 – величина отношения определена для d= 0,3 мм по таблице 4;

V_нер= = 0,6∙8,05^1/6= 0,85 м/с.

Длина зоны сжатия потока перед мостом (формула 30)

l_сж= м.

Коэффициент формы ямы размыва (формула 31)

К_ф=0,4 = 0,89.

Относительная длина верховых струенаправляющих дамб

Время стабилизации нижнего предела размыва (формула 29)

t_н= сут.

Нижний предел размыва (формула 26)

h_рн= м.

Гипотетический предел размыва (формула 33)

h_рг= 12,90 м.

Верхний предел размыва (формула 34)

h_рв= 11,64

Поскольку в данном случае 0,85 h_рг h_pв< h _рг, расчетный для опор моста размыв принимаем по гипотетическому пределу:

h_рм= 12,90 м; h_{рм макс}= 1,29∙12,90 = 16,64 м.