Гидравлический расчет каналов мелиоративной сети

Цель занятия: закрепление знаний по гидравлическим расчетам параметров каналов.

Материальное обеспечение: микрокалькуляторы, персональный компьютер (пакет прикладных программ).

 

Гидравлические расчеты проводятся для определения размеров поперечных сечений, проверки их устойчивости против размыва и заиления. Для расчетов необходимы следующие данные:

а) расчетные и поверочные расходы воды;

б) уклоны для каналов (по расчетно-графической работе);

в) величины превышения бровки канала над расчетным горизонтом воды;

г) величина допустимых скоростей течения воды, не вызывающих размыва или заиления каналов (по МУ);

д) конструкция поперечного сечения русла (трапециевидная);

е) шероховатость русла.

Расчетные и поверочные расходы воды принимаются на основе гидрологических расчетов, уклоны дна — из продольного профиля канала. Расчетная глубина наполнения каналов на рабочих участках принимается на 0.1 — 0.5 м ниже бровок каналов. Коэффициенты откосов каналов принимаются на основании проработки раздела.

Гидравлический расчет каналов проводится при площади водосбора более 5 км² .

Для расчета размеров проводящих каналов применяется следующая формула равномерного движения:

Q = w u_ср = w сÖ R_i, (4.1)

где Q — расход воды, м³/сек

w — площадь живого сечения, м²;

u — средняя скорость потока, м/сек (u=сÖR_i )

С — скоростной коэффициент;

R — гидравлический радиус, м;

i — уклон дна канала

Скоростной коэффициент С определяется по формуле:

С = , (4.2)

где n — коэффициент шероховатости;

y= при R<1.0

y=1.3 при R>1.0

Коэффициент шероховатости для свежевырытых каналов находится в пределах 0.025 — 0.030.

При принятой в лесоосушении трапецевидной форме земляных каналов гидравлический расчет рекомендуется вести по схеме:

w_пр ®l_пр ® R_пр ® С_пр ®К_пр=К_g (1±0,05)

где К_пр и Кg — проектные и действительные модули расхода. Модуль расхода представляет собой расход воды канала, приходящийся на единицу уклона:

Кg= , (4.3) Kпр= w_пр С Ö R, (4.4)

Cуть гидравлического расчета состоит в подборе поперечного сечения канала, обеспечивающего безопасный пропуск заданного расчетного расхода. В связи с тем, что глубина канала является в данном случае заданной, подбирается необходимая ширина канала. При ручном расчете вычисления желательно представить в табличной форме (табл. 11).

 

Таблица 11 - Гидравлический расчет канала МК-2 на пикете Пк_о

 

Рабочая глубина канала, м (hp)	Ширина канала по дну, м (b)	Площадь живого сечения, м2 (w)	Смоченный периметр, м (l)	Гидравлический радиус, м (R)	С	СÖR	u, м/с	КПР	КД
0,8	0,4	1,28	3,28	0,39	26,09	16,29	0,51	20,85	25,30
0,8	0,5	1,36	3,38	0,40	26,30	16,67	0,53	22,67	25,30
0,8	0,6	1,44	3,48	0,41	26,49	17,03	0,54	24,52	25,30
0,8	0,8	1,60	3,68	0,43	26,83	17,68	0,56	28,29	25,30

 

Примечание: Уклон канала принят равным 0,001; n=0,030; Q=0,8 м³/с; m=1,5

 

При заполнении таблицы используем следующие формулы:

w = (b +mh_p)h_p, (4.5)

l =b +2h_{р ,} (4.6)

R = , (4.7)

где m — коэффициент откоса;

b — ширина канала по дну, м.

Расчет считается законченным, если различие между К _ПР и К _Д не превышает 5 %.

 

Проверка русла канала на размыв проводится только в том случае, если поверочный расход воды выше расчетного. При необходимости поверки русла канала на устойчивость к размыву рекомендуется поверку выполнять в виде гидравлического расчета. Только ширина канала принимается установленная ранее гидрологическим расчетом, а задаются глубиной воды в канале. Расчет также ведут в табличной форме (табл.12).

 

Таблица 12 - Проверка устойчивости канала на размыв

 

Глубина канала, м	Ширина канала по дну, м	w, м2	c, м	R, м	C	СÖR	Расход воды	u, м/с	uДОП м/с	Примечание
0,8	0,6	1,44	3,48	0,41	26,49	17,03	0,77	0,54	0,60	—
0,9	0,6	1,75	3,84	0,46	27,18	18,37	1,02	0,58	0,60	—
1,0 и т.д. до расчетной глубины канала	0,6	2,10	4,21	0,50	27,83	19,66	1,31	0,62	0,60	возможен размыв

 

Примечание. Максимально допустимая скорость течения взята по песку (табл. 13).

В случае если скорость течения воды в канале превышает максимально допустимую, то намечают крепление дна канала или применение других сооружений (перепады, быстротоки и т.п.).

 

Таблица 13 - Максимально допустимые скорости воды

в каналах (по Б.В. Бабикову)

 

Грунт	Размер фракций, мм или степень разложения торфа	Скорость, м/сек
Песок: крупный	1,0 — 2,5 (90% веса)	0,60 — 0,75
средний	0,25 — 1,0 (80 %)	0,45 — 0,60
мелкий	0,05 — 0,25 (80 %)	0,35 — 0,45
Суглинок: тяжелый	0,01 (35 % от веса)	0,70 — 1,30
средний	0,01 (22 % от веса)	0,60 — 1,00
легкий	0,01 (17% от веса)	0,50 — 0,70
Торф: сфагново- пушицевый		1,50
сфагновый		0,65 — 0,75
гипново-осоковый		0,85 — 0,90
осоковый древесный		0,40 — 0,45
хвощевой		0,80

 

 

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: