Определение гидравлических характеристик потока

Определение нормальной глубины

м³/с

Определение критической глубины

=

Определение критического уклона

=

Вывод: в отводящем канале нормальная глубина больше критической глубины > , заданный уклон сооружения меньше критического уклона < ; состояние потока спокойное.

При смене уклонов на возникает гидравлический прыжок.

Расчёт гидравлического прыжка

Явление скочкообразного перехода бурного потока с глубиной меньше критической в спокойное состояние с глубиной больше критической называется гидравлическим прыжком.

Расчёт гидравлическ4ого прыжка сводится к определению его характеристик: - первой сопряжённой глубины, - второй сопряжённой глубины, - длины гидравлического прыжка.

1. Определить сжатую глубину методом последовательного приближения:

(2.23)

где q — удельный расход;

(2.24)

φ — коэффициент скорости, φ=0,9; - энергия, с которой поток приходит в отводящий канал, , т.е. Энергия на конце быстротока, которую можно определить из уравнения:

(2.25)

где - глубина на конце быстротока, определённая по кривой свободной поверхности при длине l, указанной в исходных данных; - скорость на конце быстротока, определяемая по формуле:

(2.26)

а) в первом приближении не учитывается в знаменателе. Тогда

(2.27)

м²/с

м/с

б) во втором приближении учитывается в знаменателе:

2. Рекомендуется за первую сопряжённую глубину принять глубину равную сжатой:

(2.28)

3. Определить вторую сопряжённую глубину по формуле:

(2.29)

4. Вывод: < - гидравлический прыжок подпертый

0.55м ˂ 0,974м.

Установление гасителя энергии не требуется.

УКРЕПЛЕНИЕ РУСЕЛ

При изменении уклонов, на входном и выходном участках быстротока, на входной части перепада скорость потока в большинстве случаев превосходит допустимую скорость по грунту. В этих условиях требуется устройство укрепления русла. Размеры и тип укрепления назначают на основании гидравлических расчетов исходя из условия свободного растекания потока на плоском дне. Исходными данными для определения размеров укрепления служат глубина и скорость потока на данных участках, характер грунтов, слагающих русло, а также уклон русла.

Существует три типа укрепления русел:

1) сборными бетонными и железобетонными плитами;

2) монолитным бетоном;

3) мощением или наброской камнем.

Размер укрепляемого участка русла принимают с учетом типа укрепления. Границы укрепляемого участка назначают на основании эпюры растекания потока. Тип укрепления русел выбирают на основании технико-экономических показателей.

Наряду с традиционными типами укрепления выходных русел может быть использована дешевая, легкая и технологичная мягкая конструкция, позволяющая на 20-40% уменьшить глубину размыва по сравнению с типовым бетонным укреплением и представляющая собой полотнище синтетического материала, уложенное на предварительно спланированный грунт.