Файл: Самойлов Р.С. Гидравлический расчет переходов через узкие водные преграды учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 41
Скачиваний: 0
-21
S 2 . РАСХОД ЬОДЫ ЧЕРЕЗ ПРОРАН
Определим вначале величину расхода воды через проран при отсут
ствии водопропускных отверстий в теле насыпи или в обход её.
Составим уравнение Ьернулли для сечений Б-Б и С-С / ри с.2 /:
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
- |
|
|
|
h W |
/ 20 / |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
2 |
= |
h |
+ ] 1 |
для |
равнинных рек |
значение величины уклона |
|||||||||
|
|
|
ь |
" а |
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
невелико |
и потому можно принять |
J 0 L : t |
0 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
-Ррш. ; |
4 ^ = 0 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■9 |
|
|
|
|
|
Глубина потока в сжатом сечении примерно считается равной бытовой |
|||||||||||||||||
глубине |
|
Z c |
= |
|
Ь с ~ |
Ь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Потери напора на |
преодоление |
гидравлических |
сопротивлений на длине L , |
||||||||||||||
|
|
|
I |
|
|
|
vr- |
v= |
У *11’ |
|
|
|
|
|
|
||
_ |
- s |
- |
|
|
~ |
|
|
|
Z (}- |
’ |
|
|
|
на длине |
I |
||
|
J r |
суммарный коэффициент |
сопротивлений |
Ь с . |
|||||||||||||
Разница |
|
h в ~ |
h |
^ ~ |
Z |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подставив найденные выражения в |
уравнение (20) получим |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U 1C |
|
Г |
|
П |
|
|
|
|
|
|
z = 0 - * у ) Ц |
|
|
Т а |
, |
/ 21 / |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2? |
’ |
|
|
где |
коэффициент |
скорости |
|
(D = |
. ' |
— |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
/ l + Z y |
* |
|
|
||
Отсюда, |
скорость течения в сжатом сечении |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
^ |
|
= |
|
|
|
|
|
■ |
|
|
|
|
|
|
Расход воды, |
проходящий через сжатое сечение , |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Q |
= |
|
К |
0 ) с = |
u)t |
т 4 = f |
2 .0 7 . |
; |
|
|
|
|||
из формулы ( I ) |
00= и)р с |
- ®) > |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
т°г" |
|
|
\ р:' |
|
|
|
V 29z ‘ |
|
|
|
|
||||||
обозначив |
|
Мир,получим, |
окончательное выражение для определения |
||||||||||||||
расхода воды |
через |
проран |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
/ 22 /
|
- 22 - |
В формуле (22) сОр |
площадь живого сечения русла; |
Z |
перепад; |
Jtfnp |
- приведенный коэффициент расхода. |
Значение |М„р определяется по графику И.В.Лебедева / рис. 5 / в зави
симости |
от приведенной степени |
стеснения 0 и обобщенной гидравличе |
||
ской характеристики русла |
_Д. |
, |
вычисляемой по формуле |
|
где в |
L-p |
W р |
|
/ 23 / |
|
|
|
||
гидравлический |
радиус |
русла, |
||
р- коэффициент, значение которого определяется по формуле академика Н.Н.Павловского .
— |
р |
) |
/ 24 |
/ |
п Р |
|
|
|
|
П р - коэффициент шероховатости русла, |
(табл. 5) |
|
||
У *=■ 4 . 3 |
|
• |
/ 25 |
/ |
Для неглубоких и относительно широких потоков гидравлический радиус
примерно равен |
средней глубине |
потока, |
т .е . R р = |
Ь д |
|
|
||||
тогда |
„ _ i |
|Я |
.а |
|
|
|
г |
0 |
|
|
Ср— ТТ^ п й |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
J k . — —9 ,-п р - |
= |
j g |
ВрПр |
|
/ |
26 / |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Значение обобщенной гидравлической |
характеристики |
|
в зависимости |
|||||||
от ширины русла Вр |
, средней бытовой глубины Ьд и коэффициента |
|||||||||
шероховатости Пр легко определить по графикам |
(рис-6 |
и l), |
разрабо |
|||||||
танным |
по формуле (2 3 ). |
|
|
|
|
|
|
|
||
Для больших стеснений русла / 0 > |
0 ,6 |
/ , при значении „ |
Л |
3 / на 1-он |
||||||
этапе стеснения / или _Д .> 2 / |
на П-ом этапе стеснения / значение |
|||||||||
|
|
|
'Йг ~ |
> |
|
|
|
|
|
|
тогда |
|И„Р = 0 , д ( | г Э ) |
, |
|
|
|
/ 2 7 / |
||||
а расход воды |
через |
проран |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q = 0 ,9 0 - а)сорЩ г . |
|
/ |
28 |
/ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
коэф ф ициент ju nfi
Pun. S, Значение np и £ еде//ноПо |
к о э ф ф и ц и е н т а р а с х о д а Р |
ф у н к ц и и о т |
о т е л е н и отепления |
IMd ( Jai o-i
- 21 |
Таблица 5 |
|
|
Характеристика русла |
|
Естественные русла в весьм а благоприятных условиях (.чистое, прямое, нсзг.соренное, земляное, со свободным течением)
Русла постоянных потоков равнинного типа (преимувественно больших и средних рек) в благоприятных условиях состояния
лоха и течения воды. Периодические потоки (большие и ма лые) при очень хорошем состоянии поверхности формы лоха
0 ,0 ? 5
0 ,0 3 3
1 Соавнитеиь :с чистые русла постоянных равнинных потеков в |
0 ,0 4 0 |
|
обычных условиях, извилистые, с некоторыми |
неправильностя |
|
ми в направлении струй или хе прямые, но с |
неправильностя |
|
ми в рельефе дна (отыели, проыоины, местами камни). Земляные |
|
|
русла пеоиодических потоков (сухи х логов) |
в относительно |
|
благоприятных условиях |
|
|
4 Р'гсла (больших |
и средних рек) |
значительно засоренны е, и зяк - |
|||
'л и стч е и частично заросш ие, |
каменистые, |
с неспокойным |
т е - |
||
иениеы. Периодические (ливневые и весенние) потоки, несу- |
|||||
иие во вреыя паводка заметное количество |
н гн осев, с круп- |
||||
ыогалечныы |
или покрытым растительностью |
(т р а в е * |
и u p .) |
ло |
|
жем. Поймы |
больших и средних рек, сравнительно |
разработан |
|||
ные, покрытые нормальныы количеством растительности (троим , кустарника)
5 Русла периодических потоков, сильно засоренные и изиилистые. Сравнительно заросш ие, неровные, плохо разработанные пой-
ны реки (проыоины, кустарники, д ер евья , с наличием заьодей ). Галечно-валунные русла горного типа с неправильней поверх ностью водного зер к ал а . Порожистые участки равнинных рек
0,050
0,0 67
* |
Реки и поЕмы,весьма значительно эаросыие (с о |
слабым |
течением), |
0,0 8 0 |
||||||
|
с большими глубокими промоинами. Валунные, горного типа, |
|
||||||||
|
русла с бурливым. пенистым течением, с изрыт#* поверхностью |
|
||||||||
|
водного зеркала |
( с |
летящими вверх |
брызгами |
воды) |
|
|
|
||
7 |
Поймы - такие х е , |
как |
и предыдущей |
категории , |
но с сильно не |
0,100 |
||||
|
правильными косоструйныы течением, заводями я пр. Горно-во |
|
||||||||
|
допадного типа русла с крупновалунным извилистым строением |
|
||||||||
|
ло х а , перепады |
ярко |
в ы р еж ет , пенистость |
настолько |
сильна, |
|
||||
|
что вод а, потеряв прозрачность, имеет белый |
ц в ет ; |
шум пото |
|
||||||
|
ка доминирует над всеыи остальными ЗЕуяами, делает разговор |
|
||||||||
|
затруднительным |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характеристика горных |
рек примерно |
та х е , |
что |
и предыдущей |
0,133 |
||||
|
категории . Реки |
болотного |
типа (за р о сл и , |
кочки, |
го |
многих |
|
|||
|
м естах почти стоячая вода |
и п р .) . |
ПоЯмы |
с очень |
большими |
|
||||
|
мертвыми пространствами, |
с местными углублениями, |
озерами |
|
||||||
|
и пр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- ?3 -
Рис-6. Jp o cp u x для определения обобщенной гидрадлигесной характеристики А § задисилтоети от ширины русла Вр средней бытобой глубины h у ц
кооффициенМа шероховатости лбо,огз-оуаф
-гв~
|
|
- |
27 |
- |
|
|
Для П-ого |
этапа |
стеснения |
зависимость для определения расхода |
|||
с учетом формула 15, а преобразуется к виду |
|
|||||
|
Q = 0 ,9 В 2 / ^ Z . |
|
/ 2 9 / |
|||
При устройстве водопропускных отверстий в теле насыпи или в |
||||||
обход её расход воды через проран 0. |
будет определяться как раз |
|||||
ница расхода вода в русле реки Qp |
и расхода через |
водопропуск |
||||
ные отверстия |
Q& |
, т .е . |
|
|
|
|
|
Ц — Qр~ Q&- |
|
/зо/ |
|||
Определение величины расхода через водопропускные отверстия |
||||||
производится |
по формулам, |
приведенным в пособии Р,С.Самойлова |
||||
"Гидравлический расчет дорожных труб и малых мостов" |
[ 1 з ] . |
|||||
Б том случае, когда имеет место |
напорное протекание воды через |
|||||
водопропускные сооружения / трубы/, расход воды в них может быть |
||||||
вычислен по формуле |
|
|
_____ |
|
|
|
|
Qfe = |
|
c 0 6 i/ 2 (jZ |
, |
/ 3 1 / |
|
где Мн= |Рн- |
коэффициент расхода для напорных труб} |
|
||||
|
значение |^1н может приниматься по графику на рис. 8 } |
|||||
- площадь сечения водопропускных отверстий. |
||||||
Подставив выражения'для определения расходов из формул (22 и 31)
в уравнение расходов (ЭО)найдем зависимости для определения расчетной величины перепада и расхода через проран при совместной работе на
пропуск воды прорана и водосбросных отверстий _____ |
|
||||
„т„ „ |
|
|
-■ а Р - р . ы » ^ Г |
, |
|
У |
— |
______________________ |
; |
/ 32 / |
|
^ |
|
2 Q ^ |
HoJ6 +jHnp&)fl)a- |
||
Q |
= |
Q p — |
/ 2 < р |
• |
|
Подставив в |
эту зависимость вытяжение Z |
из формулы (32)найдем |
||
иди |
Q = |
i |
U p |
/ 33 / |
|
Мнм)е |
|
||
|
|
1 |
|
|
f*u
I
ГО
00
I
Р ис. 8 . К оэф ф и ци ен т р а с х о д а J * н при н а п о р н о м
д К ирсен и и Sоды / нруглых эрелезо6 ет онны х
т р у п а х
