25164 (Исследование экологического состояния участка реки и анализ русловых переформирований), страница 3

=806 см

=233 см

А=806см-233см=573 см

=573см/20=28,65 см

6. Построение линий свободной поверхности между гидропостами при максимальном и проектном уровнях воды

6.1 Построение линии свободной поверхности при максимальном уровне, определение падения и продольного уклона

Разность отметок водной поверхности в начале и конце рассматриваемого участка Z_н – Z_к = Z, называется падение. Если падение Z будет измерено в сантиметрах, а длина участка реки L – в километрах, то отношение величины падения к длине участка даёт осреднённое, на единицу длины, падение

Z_ср = (Z_н – Z_к) / L, см/км,

где: L = l_к – l_н;

l_к , l_н – значение продольной координаты (ось 1 направлена по течению).

Если падение и длину выразить в одних единицах длины – в метрах, то отношение даст безразмерную величину, называемую уклоном:

I_ср = (Z_н – Z_к) / L = Z / L

Таблица 6.1 – Расчёт падений и уклонов при максимальном уровне

Построение линии свободной поверхности между гидропостами (см. рисунок 6.1) производится по отметкам максимального уровня воды, вычисленным по формуле

ZH_{max i} = z “0” гр._i + ZH_{max i}, м

где: z “0” гр._i – отметка нуля графика гидропоста, м;

ZH_{max i} – максимальный уровень воды, м.

Определение падения и продольного уклона в таблице 6.1.

Падение при максимальном уровне воды вычисляется по формуле

ZH_max = ZH_{max 1} – ZH_{max 2}, м

где: ZH_{max 1} – отметка максимального уровня воды в верхнем №163 г/п;

ZH_{max 2} – отметка максимального уровня воды в нижнем №164 г/п.

Осреднённое падение определяется делением общего падения в метрах на расстояние между гидропостами L в километрах

Z_ср. = ZH_max / L, м/км.

Определяется уклон водной поверхности I_max (см. таблица 6.1).

6.2 Построение линии свободной поверхности при проектном уровне, определение падения и продольного уклона

Построение линии свободной поверхности при проектном уровне между гидропостами (рисунок 6.1) производится по отметкам проектного уровня воды, вычисленным по формуле

ZH_{пр i} = z “0” гр._i + H_{пр. i},

где: Н_пр.i – проектный уровень воды по гидропосту, м.

Определение падения и продольного уклона производится в таблице 6.2.

Падение при проектном уровне воды вычисляется по формуле

ZH_пр = ZH_{пр. 1} – ZH_{пр. 2}, м,

где: ZH_{пр. 1} – отметка проектного уровня воды в верхнем г/п №163;

ZH_{пр. 2} – отметка проектного уровня воды в нижнем г/п №164.

Вычисляются осреднённое падение и уклон при проектном уровне

z_ср. = ZH_пр / L, м/км.

Таблица 6.2 – Расчёт падений и уклонов при проектном уровне

Вывод:

Уклон при проектном уровне больше уклона при максимальном уровне на 0,000007.

7. Построение и анализ продольного профиля русла по оси судового хода на исследуемом участке

7.1 Определение отметок максимального уровня

Отметки максимального уровня воды на каждом километре исследуемого участка русла определяются по формуле:

ZH_maxn = ZH_max1 - Z_n,

где ZH_max1 – отметка максимального уровня воды на первом гидропосту;

Z_n = I_max * L_n – падение на каждом километре при максимальном уровне;

L_n – расстояние от первого гидропоста до рассматриваемого километра;

I_max – уклон при максимальном уровне.

7.2 Определение отметок проектного уровня по уклону водной поверхности

Отметки проектного уровня воды на каждом километре исследуемого участка русла определяются по формуле:

ZH_{пр. n} = ZH_{пр. 1} - Z_n,

где ZH_{пр. 1} – отметка проектного уровня воды на первом гидропосту;

Z_n = I_пр * L_n – падение на каждом километре при проектном уровне;

L_n – расстояние от первого гидропоста до рассматриваемого километра;

I_пр – уклон при проектном уровне.

7.3 Вычисление значений срезок на исследуемом участке

Вычисляются срезки по г/п

для первого поста H₁ = H_{max 1} – H_{пр 1};

для второго поста H₂ = H_max2 – H_{пр 2}.

Разница между H₁ и H₂ меньше 5 (1,53 < 5) (см. таблица 7.1), следовательно, срезка в верхнем сечении рассматриваемого участка определяется по формуле

H_B = ( H₁ + H₂) / 2

H_B = (3,83 + 5,36) / 2 = 4,60 м

7.4 Определение отметок проектного уровня по значениям срезки, сравнение и анализ результатов

Определение отметок проектного уровня по значениям срезки производится по формуле:

ZH_{пр n} = ZH_maxn - H_n,

где ZH_maxn – отметка максимального уровня воды каждого километра рассматриваемого участка;

H_n – срезка для каждого километра.

Расчеты:

1) =76 км; =77км; =78км; =79км; =80км; =81км;

2)

=0,000074*76* =5,624 м

=0,000074*77* =5,698 м

0,000074*78* =5,772 м

=0,000074*79* =5,846 м

=0,000074*80* =5,92 м

м

3)

4) :

Z₀ = 0,000081*76 * 10³ = 6,156 м

Z₁ = 0,000081 *77 * 10³ = 6,237 м

Z₂ = 0,000081 *78 * 10³ = 6,318 м

Z₃ = 0,000081*79 * 10³ = 6,399м

Z₄ = 0,000081 *80* 10³ = 6,48 м

Z₅ = 0,000081 *81* 10³ = 6,561 м

5)H_пр: Z_i = Z_н - Z_i

Z₀ = 149,02 – 6,156= 142,864 м

Z₁ = 149,02 –6,237 = 142,783 м

Z₂ = 149,02– 6,318 = 142,702 м

Z₃ = 149,02 – 6,399 = 142,621 м

Z₄ = 149,02 – 6,48= 142,54 м

Z₅ = 149,02 – 6,561 = 142,459 м

6)

Таблица 7.1 – Определение отметок проектного уровня

Вывод: