2.3. Определение отметки гребня водосливной плотины Построение практического профиля водосливной плотины

2.3.1 Определение отметки гребня водосливной плотины производим методом последовательных приближений (методом итераций).

Воспользуемся формулой расхода водослива

.[10]

где, m= - к-т расхода водослива, в первом приближении можно принимать 0,45÷0,49. [10*]

b- ширина пролета (м).

ε = – к-т бокового сжатия, в первом приближении можно принимать ε = 1. [10**]

Р= – высота водослива (м).

При b/B<0,2 принимается b/B=0,2.

При Р/Н>3 принимается Р/Н=3.

σ – к-т подтопления, в первом приближении σ=1 .

g – ускорение свободного падения равное 9,81м/с²

H₀=H+(αV₀²)/2g – скоростной напор на гребне водослива (м).

Н – напор на водослив (м).

α=1,1 –к-т Кареолиса.

V₀=Q_вс/ Ω –скорость подхода воды к водосбросу (м/с).

Ω – площадь живого сечения по НПУ, определяется графически по геологическому разрезу (м²)

Как было сказано выше отметка гребня водосливной плотины определяется методом последовательных приближений.

1-е приближение.

Задаемся m=0.48

ε=1

σ=1

Определяем в зависимости от количества водосливных пролетов расход через один водослив.

[10***]

n – число водосливных пролетов.

Выразим из формулы [10] скоростной напор на гребне водослива - Н₀.

[11]

Далее определяем напор на водосливе по формуле [12]

(м). [12]

Зная значение Н можно определить отметку гребня водослива

(м). [13]

2-е приближение.

- величина горизонтальной вставки на гребне водосливной плотины (м). Характерный размер δ (≈3м) водослива отсчитывается от начала криволинейного участка оголовка до начала водосливной поверхности .

Уточняем коэффициенты m и ε по формулам [10*] и [10**] соответственно. Коэффициент подтопления σ уточняем в случае когда .

Далее по формулам [10***], [11], [12], [13] уточняем отметку гребня водосливной плотины и сравниваем это значение с полученным в первом приближении, если разница составляет порядка 5-ти см, то используем в дальнейших расчетах значение, полученное во втором приближении, если больше 5-ти см, то выполняем еще столько приближений, сколько потребуется, чтобы разница составила 5см и менее.

2.3.2 Определяем отметку фпу

Принцип определения отметки форсированного подпорного уровня такой же, как и при определении отметки гребня водослива – методом итераций, но только при поверочном расходе.

Расход через один водослив при пропуске поверочного расхода будет равен.

[14]

1-е приближение.

Принимаем m=0,47 – к-т расхода водослива.

ε=0,96 – к-т бокового сжатия.

σ=1 – к-т подтопления.

По формуле расхода водослива определяем скоростной напор на гребне, учитывая формулу [14].

[15]

Тогда напор на гребне водослива при пропуске через него поверочного расхода будет равен

(м). [16]

После чего определяем отметку форсированного подпорного уровня по формуле [17]

[17]

После чего по аналогии с определением отметки гребня водосливной плотины выполняется n-е количество последовательных приближений, в каждом из которых уточняются к-ты расхода водослива и бокового сжатия, до тех пор пока разница между приближениями не достигнет 5-ти см и менее. За отметку ФПУ принимается отметка, полученная в последнем приближении.