Материал: 3773
26
Решение. Определяем средний годовой объём наносов:
Wн = Rо * 31,5 * 1000 / β = (6 * 103) * (31,5 * 1000)/ 0,5 = 378 * 106 м3.
Затем определяем период затопления водохранилища наносами: Т = Wо / Wн( 1 – δ) = 34 * 108 / 378 * 106( 1 – 0,3 ) = 12 лет.
3.4 Определение скоростей и расходов воды поплавками
На водотоке выбирают прямолинейный участок без подпора воды. Берега и особенно русло должны быть возможно более устойчивыми, не подвергаться зарастанию. На выбранном участке разбивают три створа.
Рис. 2. Разбивка створов (1) и промеры живых сечений (2)
Расстояние между створами должно равняться 3-4 кратной ширине реки. Поплавки в количестве 10 и более выбрасывают в реку на 1-2 метра выше верхнего створа и секундомером засекают время прохождения поплавков через намеченные створы. После этого проводят детальные промеры живых сечений на каждом створе.
Задача № 1
Определяем скорость и расход воды в реке по следующим данным: расстояние между крайними створами 1 = 20 м, время прохождения брошенных в воду поплавков: 25, 28, 27, 26, 30,29, 28, 30, 27 с. Среднее время (tср) равно среднему из двух наименьших значений:
t ср= (25 + 26) / 2 = 25,5 с.
Максимальная поверхностная скорость
Vпов = 1 / t ср = 20 / 25,5 = 0,78 = 0,8 м/с.
27
Площадь живого сечения для каждого створа определяют как сумму элементарных фигур (трапеций, треугольников), а смоченный периметр – как сумму гипотенуз прямоугольных треугольников.
Таблица 5
Промеры живых сечений
Наименование |
Расстояние от уреза воды, м |
|
|
|
|
||||||
створов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Глубина воды, м |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Верхний |
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
|
2,5 |
3,0 |
3,5 |
3,9 |
|
|
0 |
0,20 |
0,32 0,51 0,42 |
0,40 |
0,31 |
0,25 |
0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средний |
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
3,7 |
|
|
|
0 |
0,23 |
0,36 0,44 0,56 |
0,48 |
0,35 0,24 |
0 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нижний |
0 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,3 |
|
|
0 |
0,28 |
0,43 0,49 0,56 |
0,48 |
0,34 |
0,27 |
0,19 |
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. |
|
|
в = 1,17 м2; |
с= 1,30 м2; |
н= 1,49 м2; |
в=3,94 м; |
с= 4,06 м; |
н= 4,45 м; |
ср = ( в + 2 * с + н) / 4 = (1,17 + 2,60 + 1,49) / 4 = 1,32 м2;ср = ( в + 2 * с + н) / 4 = (3,94 + 8,12 + 4,45) / 4 = 4,12 м.
Для вычисления расхода воды при расчётах необходимо перейти от поверхностной скорости к средней скорости течения реки через переходной коэффициент К1: V = К1 * Vпов; К1 = С / С + 14; С = 87 / 1 + / R,
где: С – скоростной коэффициент Шези;
– коэффициент шероховатости, для чистых русел равен 1.3; R – гидравлический радиус.
R= ср/ ср = 1,32 / 4,12 = 0,32 м; |
R = 0,32 = 0.56 м; С = 87 / 1 + 1,3/ 0,56 = |
26,2; К1 = 26,2 / 26,2 = 14 = 0,65; |
|
V = 0,65 * 0,8 = 0,52 м/с; |
Q = ср * V = 1,32 * 0,52 = 0,69 м3. |
3.5Определение скоростей и расходов воды гидрометрическими вертущками
Гидрометрическая вертушка позволяет определять скорость течения воды в реке (водотоке) более точно, чем поплавками. Наиболее
28
распространенная вертушка Н.Е. Жестковского. Скорость движения воды определяется по специальным графикам в зависимости от числа оборотов лопастного винта. Скорость вращения винта фиксируется звонком посредством замыкания электрической цепи через 20 оборотов.
Для определения скорости движения воды по всей ширине реки и ее профилю выбирается гидрометрический створ, где назначается несколько промерных вертикалей, в зависимости от глубины, выбирается несколько точек для определения скорости. Скорость может быть определена в одной, двух, трех, пяти точках. Средняя скорость на вертикали вычисляется по формулам:
-одноточечное измерение на глубине 0,6 м – V = V0,6h;
-двухточечное – V = 0,5 (V0,2h + V0,8h);
-трёхточечное – V = 0,25 ( V0,2h + 2V0,6h + V0,8h);
-пятиточечное – V = 0,1 ( Vпов + 3V0,2h + 3V0,6h + 2V0,8h + Vдно).
Рис. 3. Разбивка скоростных вертикалей (1, 2, 3)
Таблица 6
Определение расхода воды по скоростям
№ скорост. |
L, м |
h, м |
, м2 |
Vсрнаверт., |
Vср, м/с |
Расход, |
вертикали |
|
|
|
м/с |
|
м3/с |
Урез воды |
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
5,5 |
|
0,72 |
3,96 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1,1 |
|
1,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
13,0 |
|
1,13 |
14,60 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1,5 |
|
1,18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
12,0 |
|
1,07 |
12,84 |
|
|
|
|
|
|
|
29
3 |
|
|
0,9 |
|
|
0,96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
3,6 |
|
|
0,64 |
2,30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Урез воды |
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Средний расход равен сумме частных расходов: |
|
|||||||
Q = 2/3 1V1 + 2 |
(V1 + V2 ) /2 + 3(V3 + V2 |
) /2 + 2/3 4(V3 + V4 ). |
|
|||||
В конкретном случае расход составляет 33,79 м3/с. |
|
|||||||
30
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основная
1. Андрющенко, П. Ф. Гидротехнические сооружения в садовопарковом и ландшафтном строительстве [Текст] : учеб. пособие / П. Ф. Андрющенко, А. Н. Дюков, Т. П. Деденко. – Воронеж, 2009. – 111 с.
2.Гидротехнические мелиорации [Текст]: учебное пособие / В.И.Михин, Т.А.Малинина, Е.А.Михина, Т.П.Деденко;М-во образования и науки РФ,
ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».- Воронеж, 2018.-104 с.
Дополнительная литература
1. Краткий словарь основных гидротехнических терминов, формул и определений [Электронный ресурс]: учебное пособие для выполнения курсовой работы и практических занятий по гидротехническим мелиорациям по направлению подготовки 250100Лесное дело / А.Н.Дюков, П.Ф.Андрющенко, Е.А.Михина, Т.А.Малинина, Т.П.Деденко; -Воронеж, 2013.-ЭБС ВГЛТУ .
2.Сабо, Е.Д. Гидротехнические мелиорации объектов ландшафтного строительства [Текст] : учеб. / Е.Д. Сабо, В.С. Теодоронский, А.А. Золоторевский. – М. :Академия, 2008.- 336 с.
3.Теодоронский, В.С. Гидротехнические мелиорации [Текст] : учеб. 2-
еизд. / В.С. Теодоронский, А. А. Золоторевский, Е.Д. Сабо. – М.: Юрайт,
2017. – 338 с.