Расчет гидравлических элементов потока в расчетных струях

Расчет выполнен для проектного состояния русла (4, 5 струи).

Во всех расчетных сечениях для этой струи определяют гидравлические элементы потока: площадь струи ω_стр, ширину струи b_стр, среднюю глубину h_стр = ω_стр/b_стр, среднюю скорость в сечении струи U_стр = Q_стр/ω_стр, значение неразмывающей U_нр и размывающей U_р скоростей течения. Значения неразмывающих скоростей вычисляются по формуле В.Н. Гончарова:

U_нр = 3,0(h_стр d₅₀/d₉₀)^0,2(d₅₀ + 0,0014)^0,3 (6)

где d₅₀ и d₉₀ - диаметры частиц грунта, обеспеченные соответственно на 50 и 90 % по кривой гранулометрического состава (приведены в исходных данных).

Значения размывающих скоростей определяются по соотношению U_р=1,3U_нр.

Результаты подсчета указанных величин сведены в табл.2.

 

Таблица 2

Гидравлические элементы потока и значения в струях 4 и 5

№ струи	№ поперечника	м2	м	м	м3/с	м/с	м/с	м/с
				4,15		0,50	0,65	0,92
			4,86	0,51	0,67	0,96
			4,74	0,51	0,67	0,83
			5,12	0,52	0,68	0,85
			6,10	0,54	0,70	0,70
				2,12		0,44	0,57	0,83
			3,97	0,49	0,64	0,99
			4,00	0,49	0,64	1,00
			3,23	0,47	0,62	0,53
			2,86	0,46	0,60	0,55

 

По данным таблицы 2 построены совмещенные графики изменения скоростей по длине струй 4 и 5 (рис. 7,а и рис. 8,а).

Для получения количественной оценки устойчивости прорези выполняется расчет деформаций дна на основе уравнения баланса наносов.

 

Расчет деформаций прорези

Уравнение деформации для выделенных струй записывается в следующем виде:

+ (b_стр)_ср. ·Dz_д/Dt = 0, (7)

где DQ_s - приращение расхода влекомых наносов, м³/ с;

(В_стр)_ср - средняя на участке ширина струи, м;

Dl - длина расчетного участка, м;

Dt - расчетный интервал времени, сутки;

е - пористость грунта (для песка ε = 0,4);

Dz_д - приращение отметки дна, м.

Последовательность расчета:

1. Вычисляются значения расхода влекомых наносов в расчетных сечениях струй по формуле К. В. Гришанина: Q_s = 0,015(U_стр/U_нр)³·d₅₀(U_стр-U_нр)b_стр

2. Подсчитывается приращение величины расхода влекомых наносов DQ_s = Q_s,I+1-Q_s,i,

где I -номер расчетного сечения.

3. Вычисляется начальная скорость деформаций. При этом начальную скорость повышения или понижения высоты дна в пределах каждого расчетного участка находят по формуле:

, м/сут, (8)

где (b_стр)_ср = (b_стр,i + b_стр,i+1)/2;

Dl - длина расчетного участка по оси струи, м.

Величина получает тот же знак, что и величина ΔQ_s.

4. Подсчитываются деформации дна за период времени Dt по соотношению: .

Интервал времени Dt принимается равным 5 суток. Расчеты деформаций дна сводятся в табл. 3.

По результатам расчетов строят графики изменения скорости начальной деформации по длине струй 4 и 5 (рис. 7,б и рис. 8,б).

 

Скорости течения в расчетных струях больше неразмывающих, что говорит о том, что в пределах прорези будет происходить транзитное движение наносов.

Исходя из графиков, можно утверждать, что по прошествии 5 суток будет происходить размыв дна прорези на всем протяжении струи 4. На участке струи 5 в пределах промежутков 1-2 и 3-4 будет происходить размыв, а на промежутках 2-3 и 4-5 намыв. Деформации размыва преобладают над деформациями намыва, поэтому можно сделать вывод, что прорезь устойчивая.

Таблица 3

 

Расход влекомых наносов и значения начальной скорости деформаций дна в пределах струи № 2 и № 3

 

№ струи

№ поперечника

Uстр,м/c

Uнр, м/c

Uстр/Uнр

(Uстр/Uнр)3

Uстр-Uнр

bстр,м

Qs м3/c

(bстр)ср,м

∆Qs м3/c

∆l, м

ξнач, м/сут

∆Zд, м

 

 

По результатам расчетов строятся графики изменения скорости начальной деформации по длине струи ξнач (рис. 11, рис.12.).

Определение объемов дноуглубительных работ

Составление схем обвеховання прорезей

Схемы обвехования прорезей выполнены на плане участка реки. Длина серии принята равной 100 м.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: