6.0 Расчет и проектирование водосброса.
Водосброс устраивается для сброса в период прохождения паводков излишков воды из водохранилища в нижний бьеф гидроузла. Включает в себя: подводящий канал, водосбросной шлюз, отводящий канал и сопрягающее сооружение.
6.1 Гидравлический расчет подводящего (отводящего) канала.
Подводящий канал устраивается с уклоном I = 0,0003, ось канала совпадает с осью водосбросного шлюза, должна проходить через грунтовую плотину в плечевой ее части и создавать напор 0,3 м. Отметка уровня воды в подводящем канале принимается равной отметку ФПУ.
Размеры поперечного сечения подводящего канала устанавливают на основании гидравлического расчета. К параметрам поперечного сечения трапециидального канала относят:
- площадь живого сечения
- смоченный периметр
- гидравлический радиус
- коэффициент Шези
где: m – заложение откосов, 1,5
h – глубина воды в канале, 1,8 м.,
n – коэффициент шероховатости, 0,025
Гидравлический расчет проводим графоаналитическим способом, используя уравнение равномерного движения воды:
где: I – уклон, 0,0003
Расчет проводим в табличной форме, методом постепенного приближения. При этом h принимаем постоянной и равной 1,2 м., b принимаем равной 2 м. и вычисляем параметры сечения канала:
м2;
м;
м;
м3/с
Так как Q = 5,84 м3/с оказался меньшим чем требуется (37 м3/с), то увеличиваем bк до тех пор пока рассчитанное значение не будет равно требуемому.
Таблица 8. Расчет параметров поперечного сечения канала.
bк |
h |
|
|
R |
n |
C |
Q |
м |
м |
м2 |
м |
м |
|
|
м3/с |
2 |
1,8 |
8,46 |
8,49 |
0,99644 |
0,025 |
39,976 |
5,84 |
10 |
1,8 |
22,86 |
15,41 |
1,48345 |
0,025 |
42,787 |
20,6 |
20 |
1,8 |
40,86 |
26,49 |
1,54247 |
0,025 |
42,996 |
37,79 |
19,8 |
1,8 |
40,5 |
26,29 |
1,54051 |
0,025 |
42,987 |
37,43 |
19,6 |
1,8 |
40,14 |
26,09 |
1,53852 |
0,025 |
42,978 |
37,06 |
По полученным результатам строим кривую связи.
Рассчитанные размеры канала должны выполнять условие:
где: Vзаил – допустимая скорость на заиление, 0,3 м/с
Vразм – скорость размыва, 0,6 м/с
м/с
Рис. 12 Схема поперечного сечения подводящего (отводящего) канала.
Так как расчетная скорость превышает допустимую на размыв, то проводим мероприятия по укреплению дна канала бетонными плитами.
Окончательно принимаем ширину канала равную 19,6 м.