174767 (Водный транспорт леса), страница 2

Модульные коэффициенты различной обеспеченности К_Р% , в курсовой работе

-для обеспеченности:

P_50% , К_50%=С_v50*Ф₅₀+1=0.044*(-0.013)+1=0.998

P_90% , К_90%=0.044*(-1.27)+1=0.944

P_10%, К_10%=0.206*1.32+1=1.272

Тогда, среднегодовые расходы воды в створе водомерного поста при различной обеспеченности принимают значения:

-для обеспеченности:

P_10%, Q_10%= K_10%*Q_max = 1.272*335.8=427.14

P_50% , Q_50%= K_50%*Q_ср =0.998*30.4=30.3

P_90% , Q_90%= K_90%*Q_ср=0.944*30.4=28.7

Расчётные данные заносятся в таблицу 1.1

Максимальный расход воды 10%-ной обеспеченности в створе запани определяется по

формуле /2,стр.8/:

(1.7)

В курсовой работе:

где F_зап-площадь водосбора реки в створе запани, м²

принимается с графика, (рис.1.1) F_зап=2360 км²;

F-общая площадь в створе водомерного поста, F=2800 км²

1.2. Гидрологические расчёты реки в лимитирующих створах и определение

возможной продолжительности лесосплава

Река разбита на два участка, на каждом из них лимитирующий створ. Для организации первоначального лесосплава необходимо определить в этих створах и створе запани продол-

жительность лесосплава, средние значения поверхностных скоростей течения, ширину рус-ла, глубин и расходов. С этой целью, по данным пункта 2.4 задания нужно вычертить попе-

речный профиль для каждого расчётного створа реки. В каждом створе (на поперечном про-

филе реки) задаться 4-5 расчётными отметками уровней воды и по формуле Шези, вычис- лить для различных значений глубин величин расхода средней скорости течения и ширины русла.

Для каждого створа определяется средняя отметка дна меженного русла Z_ср по зависи-

мости /2,стр.10/:

, (1.8)

где Z-сумма всех отметок дна меженного русла в промерных точках (из задания 2.4);

n-число промерных точек.

В курсовой работе:

для створа 1:

для створа 2:

для створа запани:

Нижний расчётный уровень воды должен возвышаться над средней отметкой межен- ного русла на 0.5 м, все последующие уровни назначаются через каждые 0.6-0.7 м на лими-

рующих створах и через 1.0-1.2 м в створе запани. Ширина реки В при расчётных уровнях устанавливается в соответствии с масштабом по поперечному профилю.

Площадь живого сечения W для каждого расчётного уровня определяется по следую- щим зависимостям /2,стр.10/.

Для первого уровня:

W₁=B₁(Z₁-Z_ср), (1.9)

Для второго уровня:

W₂=W₁+0.5(B₁+B₂)(Z₂-Z₁), (1.10)

Для третьего уровня:

W₃=W₂+0.5(B₂+B₃)(Z₃-Z₂), (1.11)

Для четвёртого уровня:

W₄=W₃+0.5(B₃+B₄)(Z₄-Z₃), (1.12

Для пятого уровня:

W₅=W₄+0.5(B₄+B₅)(Z₅-Z₄), (1.13)

Средняя глубина реки для каждого расчётного уровня определяется по отношению /2,стр.11/:

(1.14)

где W,B-площадь живого сечения и ширина, соответствующие расчётному уровню.

Расход воды определяется по выражению /2,стр.11/:

Q=W*V (1.15)

где V-средняя скорость потока,м/с

(1.16)

где С-коэффициент Шези (иногда называют скоростной множитель);

R-гидравлический радиус. Принимается равным средней глубине реки в расчётном

створе;

j-уклон свободной поверхности, из задания (табл.2.5).

В свою очередь, коэффициент Шези “C” можно определять по формулам Базена, Пав-

ловского, Маннинга. В курсовой работе он определяется по отношению /5,стр.57/:

(1.17)

где n-коэффициент шероховатости, из задания (табл.2.5).

В курсовой работе, площадь живого сечения W определяется:

Для первого уровня:

створ 1, W₁=57.5*(29.9-29.4)=28.8 м²;

створ 2, W₁=33.5*(54.5-53.9)=20.1 м²;

створ 3, W₁=54.0*(39.5-38.5)=54.0 м²;

Для второго уровня:

створ 1, W₂=28.8+0.5(57.5+62.5)*(30.5-29.9)=64.8 м²;

створ 2, W₂=20.1+0.5(35.5+35.0)*(55.1-54.5)=40.0 м²;

створ 3, W₂=54.0+0.5(54.0+60.0)*(40.5-39.5)=111.0 м²;

По аналогичным расчётам, используя формулы (1.11;1.12;1.13), имеем данные:

Для третьего уровня:

створ 1, W₃=103.8 м²;

створ 2, W₃=62.0 м²;

створ 3, W₃=174.5 м²;

Для четвёртого уровня:

створ 1, W₄=145.8 м²;

створ 2, W₄=84.1 м²;

створ 3, W₄=245.0 м²;

Для пятого уровня:

створ 1, W₅=190.4 м²;

створ 2, W₅=106.9 м²;

Используя формулы (1.14;1.15;1.16;1.17), а также значения коэффициента шероховатос-ти n и уклона свободной поверхности j из табл.2.5 задания, определяем для трёх створов и

для всех уровней значения средней глубины h_ср, средней скорости потока V коэффициента Шези С и расхода воды Q. Значения ширины реки В при различных уровнях замеряются с профилей створов, с учётом масштаба. В качестве примера, выполним расчёт на отметке

уровня Z=29.9 м створа 1, на отметке Z=54.4 м створа 2 и на отметке Z=39.5 м створа запани:

Отметка уровня Z=29.9 м створа 1:

-средняя глубина реки:

-коэффициент Шези:

-средняя скорость течения:

-расход воды: Q=W*V=28.8*0.32=9.2 м³/с

Отметка уровня Z=54.5 м створа 2:

-средняя глубина реки:

-коэффициент Шези:

-средняя скорость течения:

-расход воды: Q=W*V=20.1*0.47=9.4 м³/с

Отметка уровня Z=39.5 м створа запани:

-средняя глубина реки:

-коэффициент Шези:

-средняя скорость течения:

-расход воды: Q=W*V=54.0*0.43=23.1 м³/с

Методика расчётов на всех уровнях аналогична. Итоги расчётов сведены в табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Расчётные гидрологические характеристики лимитирующих створов

при различных отметках уровней.

По данным вычислений приведённых в табл.1.3 на рис.1.2;1.3;1.4 на попереЀных профилях лимитирующих створов строятся графики зависимостей Q=f(z),V=f(z),h_ср=f(z)

Для расчёта возможной продолжительности периода лесосплава необходимо определить минимально допустимые глубины для молевого и плотового лесосплава /2,стр.11/:

(1.18)

где d_max-максимальный диаметр круглых лесоматериалов, d_max=0.55 (из задания 1.9);

-относительный объёмный вес лесоматериалов, =0.85;

-донный запас при молевом сплаве, =0.1м