1. Установление распределения расчетного расхода между отдельными частями живого сечения реки

Для того чтобы рассчитать отверстие моста, нужно знать, как в створе мостового перехода распределяется расчетный расход между различными частями живого сечения реки.

Установление распределения расчетного расхода между отдельными частями живого сечения реки производят на основании формулы А. Шези. Так как ширина реки значительно больше ее глубины (в сотни и даже в тысячи раз), то без большой погрешности можно принимать гидравлический радиус равным средней глубине потока. Продольный уклон водной поверхности считается одинаковым для всех частей живого сечения реки.

Расчет выполняют в следующей последовательности.

1. По отметкам, приведенным в задании или полученным путем переноса их из створа водомерного поста в створ мостового перехода ([9] п. 5), вычерчивают живое сечение реки (рис. 1).

Можно рекомендовать следующие масштабы: горизонтальный 1:5000, вертикальный 1:100 или 1:200.

2. На живое сечение реки наносят расчетный уровень высоких вод РУВВ, уровень меженных вод УМВ и в нем выделяют характерные части (коренное русло, протоки и пойменные участки). За коренное русло принимают наиболее разработанную и углубленную часть живого сечения реки, то есть коренное русло назначают между такими точками живого сечения, в которых происходит резкое увеличение глубин потока.

Рис. 1. Живое сечение реки в створе мостового перехода: 1 – коренное русло;

2 – проток; 3 – левая пойма; 4 – правая пойма; 5 – средняя пойма

Живое сечение, показанное на рис. 1, включает следующие характерные части: коренное русло, проток, левую пойму, правую пойму, а также пойму, расположенную между коренным руслом и протоком (среднюю пойму). Если проток отсутствует, то живое сечение реки состоит из коренного русла, левой и правой пойм (рис. 7). Одна из этих пойм может отсутствовать (рис. 12 а). Протоков иногда бывает несколько.

3. На основании живого сечения реки определяют при расчетном уровне высоких вод РУВВ ширину, м: коренного русла L_к.р., протока L_n., левой поймы L_л.п., правой поймы L_п.п. и средней поймы L_с.п.

4. Определяют площади отдельных частей живого сечения, м: коренного русла ω_к.р., протока ω_п., левой поймы ω_л.п., правой поймы ω_п.п. и средней поймы ω_с.п..

5. Вычисляют средние глубины потока, м, в пределах каждой части живого сечения:

; ; ;

; .

6. Находят отношения расходных характеристик, принимая для скоростного множителя С формулу Ли ( , где h – средняя глубина потока, м; n – коэффициент шероховатости):

,

где , , , и – расходные характеристики соответственно коренного русла, протока, левой поймы, правой поймы и средней поймы, м³/с; , , , и – коэффициенты шероховатости соответственно коренного русла, протока, левой поймы, правой поймы и средней поймы.

7. Определяют расход, проходящий через коренное русло, м³/с:

(1)

где Q_p – расчетный расход, м³/с ([9] п. 1).

8. Подсчитывают расходы, м³/с, пропускаемые остальными частями живого сечения реки:

– протоком:

; (2)

– левой поймой:

; (3)

– правой поймой:

; (4)

– средней поймой:

. (5)

9. Определяют среднюю скорость течения, м³/с, в каждой части живого сечения:

10. Вычисляют удельные расходы в коренном русле , в потоке , на левой пойме , на правой пойме , на средней пойме , м²/c:

Все полученные характеристики живого сечения реки сводят в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Форма таблицы величин для различных

частей живого сечения реки

Части живого сечения реки	Ширина потока Li, м	Площадь , м2	Средняя глубина потока hi, м

Таблица 2

Форма таблицы величин для различных

частей живого сечения реки

Части живого сечения реки	Расход м3/с	Площадь м/c	Удельные расходы м2/с

Пример установления распределения расчетного расхода между отдельными частями живого сечения реки приведен в книге [5].

При сравнительно ровном дне реки с мало изменяющимися по ширине глубинами удельный расход q в пределах каждой части живого сечения реки можно принимать приблизительно равным элементарному расходу q_э на каждой вертикали потока в той же части живого сечения (элементарный расход представляет собой площадь эпюры скоростей на данной вертикали [2, 4, 10]).

При сильно изменяющихся по ширине реки глубинах элементарный расход q_э на любой вертикали может сильно отличаться от удельного расхода q (в пределах одной и той же части живого сечения реки). Поэтому возникает необходимость в построении эпюры элементарных расходов.