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 å 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, W 1=57.5*(29.9-29.4)=28.8 м2;
створ 2, W 1=33.5*(54.5-53.9)=20.1 м2;
створ 3, W 1=54.0*(39.5-38.5)=54.0 м2;
Для второго уровня:
створ 1, W 2=28.8+0.5(57.5+62.5)*(30.5-29.9)=64.8 м2;
створ 2, W 2=20.1+0.5(35.5+35.0)*(55.1-54.5)=40.0 м2;
створ 3, W 2=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, W 3=103.8 м2;
створ 2, W 3=62.0 м2;
створ 3, W 3=174.5 м2;
Для четвёртого уровня:
створ 1, W 4=145.8 м2;
створ 2, W 4=84.1 м2;
створ 3, W 4=245.0 м2;
Для пятого уровня:
створ 1, W 5=190.4 м2;
створ 2, W 5=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.
| Отметки расчётных уровней Z , м | Ширина реки по урезу воды В, м | Площадь живого се- чения реки W , м | Средняя глубина реки h ср , м | Коэффици- ент Шези С, м 0.5/с | Средняя скорость потока V, м/с | Расход воды Q, м3/с | ||||
| Створ №1 Zср=29.4 м | ||||||||||
| 29.9 30.5 31.1 34.7 32.3 | 57.5 62.5 67.5 72.5 76.0 | 28.8 64.8 103.8 145.8 190.4 | 0.5 1.03 1.54 2.01 2.5 | 33.6 40.4 44.5 47.6 50.3 | 0.32 0.55 0.74 0.91 1.07 | 9.2 35.65 76.8 132.0 203.2 | ||||
| Створ №2 Zср=53.9 м | ||||||||||
| 54.5 55.1 55.7 56.3 56.9 | 33.5 35.0 36.0 37.5 38.5 | 20.1 40.7 62.0 84.1 106.9 | 0.6 1.16 1.72 2.24 2.78 | 26.6 31.5 34.7 37.1 39.1 | 0.47 0.77 1.04 1.27 1.48 | 9.4 31.5 64.3 106.5 158.2 | ||||
| Створ №3(запань) Zср=38.5 м | ||||||||||
| 39.5 40.5 41.5 42.5 | 54.0 60.0 67.0 74.0 | 54.0 111.0 174.5 245.0 | 1.0 1.85 2.60 3.3 | 30.3 35.3 38.5 40.9 | 0.43 0.68 0.88 1.05 | 23.1 75.4 153.2 257.4 | ||||
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 dmax-максимальный диаметр круглых лесоматериалов, dmax=0.55 (из задания 1.9);
-относительный объёмный вес лесоматериалов, =0.85;
-донный запас при молевом сплаве, =0.1м
В курсовой работе:
h мол=0.55*0.8+0.1=0.57 м
для плотового сплава:
h пл =Т+ , (1.19)
где Т-осадка сплоточных единиц, из задания (п.3.1), Т=1.2;
-донный запас при плотовом лесосплаве, =0.2 м
h пл=1.2+0.2=1.4 м
На поперечном профиле (рис.1.2) от отметки Z ср следует отложить допустимые глубины для молевого ( h мол) и плотового (h пл) лесосплава, провести горизонтальные линии до пересе- чения с графиком зависимости Q = f ( z ) и определить минимальные сплавные расходы Q мол и
Q пл .
В курсовой работе:
Z мол=29.4+0.57=29.97 м; Z пл=29.4+1.4=30.8 м
Затем эти расходы переносят на гидрографы соответствующих створов. Для построения гидрографов необходимо определить среднедекадные расходы воды 50 и 90%ной обеспечен-
ности в расчётных створах.
Минимальные расходы воды:
В створе №1, с (рис.1.2) Q мол.1=12.5 м3/с
Q пл.1=55.0 м3/с
В створе №2, с (рис.1.3) Q мол.2=8 м3/с
Q пл.2=42 м3/с
В дальнейшем строим гидрографы лимитирующих створов Q = f ( z ). С этой целью опре- деляем среднедекадные расходы воды года заданного процента обеспеченности в расчётных
створах /2,стр.12/:
Q дек = Q рв * K дек , (1.20)
где K дек- модульный коэффициент декадного стока по данным водомерного поста (п.2.2 зада-
ния);
Q рс- среднегодовой расход воды года заданного процента обеспеченности в расчётном
створе /2,стр.12/:
(1.21)
где Qp %ВП- среднегодовой расход воды года заданной обеспеченности в створе водомерного
поста (табл.1.1.);
F рс , F- соответственно площади водосбора реки в створах расчётном и водомерного поста
F рс , F принимаются по графику, рис.1.1.
Расчёты среднедекадных расходов воды в лимитирующих створах производят для треть-ей декады апреля, трёх декад мая и трёх декад июня. Среднедекадные расходы расходы в ли- митирующих створах №1 и 2 определяют для лет 90%-ной обеспеченности, а в створе запа-ни-для 50%-ной и 90%-ной.
На гидрографах в створах №1 и 2 отмечают среднюю дату начала лесосплава (п.1.10 задания)
В курсовой работе, среднегодовой расход воды 90%-ной обеспеченности лимитирующе-
го створа № 1, определяется:
Среднедекадный расход воды 90%-ной обеспеченности для третьей декады апреля в створе
№ 1, определяется по формуле/1.22/:
Q дек = Q р.с. *Кдек , (1.22)
В курсовой работе:
Q апр.ств.!=26.75*2.2=58.7 м3/с
где Кдек-модульный коэффициент декадного стока в третьей декаде апреля, 90%-ной обеспе-
ченности, по данным водомерного поста (п.2.2 задания, К=2.2).
Остальные расчёты аналогичны, их результаты сведены в табл.1.4. для построения гидрогра-
фов.
В курсовой работе:
Створ запани-Р=50%: 
P =90%: 
По расчётным данным табл.1.4. строятся гидрографы створов, (рис.1.5;1.6;1.7).
Плотовой лесосплав можно проводить от даты начала лесосплава до даты соответствую-
щей точке пересечения Q пл с гидрографом. Этот период на реках первоначального лесоспла-
ва принимают в пределах 6-15 суток, но не более возможной продолжительности плотового лесосплава Тпл полученной расчётом.
Молевой лесосплав в створе № 1 начинается сразу после окончания плотового и возмо-жная продолжительность его ограничивается датой, соответствующей точке пересечения ми-
нимального расхода Q мол с гидрографом.
В лимитирующем створе № 2 молевой лесосплав начинается с первого дня лесосплава
(п.1.10 задания). Если горизонтальная линия Q мол расположена ниже гидрографа и не пересе-кается с ним, дата возможного окончания молевого лесосплава будет соответствовать пос-леднему дню июня. Значения расчётных параметров в лимитирущих створах, установленные
по графикам на рис.1.2. и 1.3, заносятся в табл. 1.5.
Ширина реки в начале периода плотового лесосплава Внп измеряется на поперечном про-филе по расходу Q нп , полученному на гидрографе рис.1.5. и перенесённому на кривую зави-симости Q = f ( Z ) на рис.1.2.
Ширина реки в конце периода плотового лесосплава находится аналогично по расходу
соответствующему дате фактического окончания плотового лесосплава.
Ширина реки при молевом лесосплаве, а также среднее по живому сечению скорости ре-
ки как для плотового , так и молевого лесосплава в створе № 1, определяются по этому же
способу.
Расчётные параметры для молевого лесосплава в створе № 2 определяются по гидрогра-фу, поперечному профилю и кривым, постренным для этого створа.
Таблица 1.5.
Значения расчётных параметров в створах № 1,2 по данным примера.
|
Расчётные параметры | Единицы Измерения | Створ № 1 | Створ № 2 Молевой лесоплав | |
| Плотовой лесосплав | Молевой лесосплав | |||
| 1.Минимальные глубины, h мин 2.Минимальные уровни, Z мин 3.Начало периода 4.Окончание периода 5.Возможная продолжитель- ность лесосплава 6.Ширина реки: в начале периода, Вн в конце периода, Вк средняя для периода, Вср 7.Средняя по живому сече- нию скорость течения: в начале периода, V н в конце периода, V к средняя для периода, V ср | м м число, месяц число, месяц суток м м м м/с м/с м/с | 1.4 30.8 6.05 20.05 15 72.0 72.0 72.0 0.87 0.87 0.87 | 0.57 30.0 21.05 30.06 40 72.5 61.0 66.7 0.87 0.49 0.68 | 0.57 54.5 6.05 30.06 55 36.5 34.0 35.25 0.9 0.5 0.7 |
| Таблица 1.4. Среднедекадные расходы воды Q, м3/с в расчётных стврах. |
|
Месяц |
Декада | Среднегодовой расход воды Qр.с., м3/с в створе водомерного поста с табл.2.2 задания | Модульные коэффи-циенты декадного сто-ка по данным водо-мерных постов (табл.2.2 задания) | Среднегодовой расход воды года заданного процента обеспечен-ности в расчётном створе Q р.с.
| Среднедекадные расходы в расчётных створах, м3/с Q дек = Q р.с. *Кдек , | ||||||||
|
50% |
90% |
50% |
90% |
|
створ №1 Р=50% |
створ №2 Р=90% |
Створ запани | ||||||
| створ №1 Р=50% | створ №1 Р=90% | Створ запани | |||||||||||
| Р=50% | Р=90% | Р=50% | Р=90% | ||||||||||
| Апрель | III |
30.3 |
28.7 | 2.35 | 2.2 |
26.75 |
10.45 |
25.54 |
24.2 | 58.7 | 23.0 | 60.00 | 53.24 |
| Май | I II III | 4.8 6.35 4.15 | 4.6 6.1 4.0 | 123.05 163.2 107.0 | 48.1 63.6 41.8 | 122.6 162.2 106.0 | 111.3 147.6 96.8 | ||||||
| Июнь | I II III | 2.9 1.75 1.23 | 2.8 1.7 1.2 | 74.9 45.5 32.4 | 29.3 17.8 12.54 | 73.5 44.7 31.4 | 67.8 41.1 29.0 | ||||||
м3/с1.3. Расчёт гарантированных водосъёмных уровней на береговом плотбище
Заданием предусмотрено формирование плотов из пучков береговой сплотки на складе №1.Что-
бы вывести плоты в весенний полноводный период маловодного года 90%-ной обеспеченности
в течение 6-15 суток, необходимо иметь на плотбище гарантированные водосъёмные уровни во-
ды. Расчёты гарантированных уровней воды ведутся по данным (п.2.3. задания) для периода
вывода плотов береговой сплотки продолжительность Тп –6-9-12-15 суток. Отметки гарантиро-
ванных уровней воды вычсляют для каждого периода отдельно, по зависимости /2, стр.15/:
Z90=H пл 90 +Z, (1.23)
где Hпл90-гарантированный уровень воды маловодного года 90%-ной обеспеченности;
Z-отметка нуля водомерного поста на плотбище (п. 3.6. задания).
В свою очередь, гарантированный уровень воды на береговом плотбище для каждого периода наблюдения Тп определяется (2, стр. 15):
Нпл90=К90*Нпл.ср., (1.24)
где К90-модульный коэффициент, который определяется:
К90=С v 90 *Ф90+1;
Нпл.ср- среднее арифметическое значение гарантированного уровня на плотбище для каждого
периода.
Значения среднеарифметических гарантированных уровней Нпл.ср., коэффициентов вариации С v,
коэффициентов ассиметрии С s для всех периодов вывода плотов определяют по зависимостям
(1.1, 1.2, 1.3). Все расчёты сводятся в таблицу 1.6.
Во вторую графу таблицы 1.6 выписывают гарантированные уровни воды на водомерном посту
НВП, для каждого периода вывода плотов Тп для каждого года (п.2.3 задания).
Гарантированные уровни воды на плотбище Нпл вносят в графу 3 таблицы 1.6 с кривой связи уровней водомерного поста и плотбища, (рис. 1.8). График зависимости Нпл= f (НВП) строят по
данным п. 3.10 задания.
В курсовой работе для Тп=6 суток имеем из таблицы 1.6:
-
 |
среднеарифметическое значение гарантированного уровня на плотбище:
 |
-коэффициент вариации:
-коэффициент ассиметрии С s=2С v=2*0.139=0.277
-показатель Фостера-Рыбкина, по значению С s:
P=90%; Ф=-1.24
-модульный коэффициент К90%:
К90%=С v *Ф90+1=0.139*(-1.24)+1=0.83
-гарантированный уровень воды 90%-ной обеспеченности, Нпл90%:
Нпл90%= К90%* Нпл.ср=0.83*563.89=466.7 см=4.667 м
-отметка гарантированного уровня плотбища 90%-ной обеспеченности:
Z 90%= Нпл90%+Z=4.667+30.7=35.36 м
Методика расчётов для Тп-9, 12-15 суток аналогична.
Результаты расчётов по данным таблицы 1.6 для Тп-9-12-15 суток сведены в таблицу 1.7.
Таблица 1.6
Гарантированные уровни воды Тп-9, 12-15 суток периода вывода плотов.
| Гидрологические показатели | Тп-9 суток | Тп-12суток | Тп-15 суток |
| 1. Среднеарифметическое значение гаран- тированного уровня плотбища Нпл.ср., см 2. Коэффициент вариации, С v 3. Коэффициент вариации, С s 5. Модульный коэффициент, К90 6. Гарантированный уровень воды 90% обеспеченности Нпл90, см 7. Отметка гарантированного уровня 90% обеспеченности на плотбище Z 90, м | 479.44 0.18 0.36 0.78 374.0 34.44 | 434.17 0.215 0.43 0.74 321.0 33.91 | 386.39 0.215 0.43 0.74 286.0 33.56 |
По вычисленным отметкам уровней воды на плотбище строится график зависимости их от про-
должительности вывода плотов (рис. 1.9) Z 90=f (Тп)
Таблица 1.7
Расчёт коэффициентов вариации для средних гарантированных уровней на плотбище.
| Год | НВП | Нпл | 
| К-1 | (К-1)2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Тп=6 суток | |||||
| 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 | 425 435 520 545 370 330 460 500 410 395 450 355 280 315 480 295 330 495 | 595 600 660 680 545 495 520 650 580 570 615 525 420 475 635 445 495 645 | 1.06 1.06 1.17 1.21 0.97 0.88 0.92 1.15 1.,03 1.01 1.09 0.93 0.74 0.84 1.13 0.79 0.88 1.14 | 0.06 0.06 0.17 0.21 -0.03 -0.12 -0.08 0.15 0.03 0.01 0.09 -0.07 -0.26 -0.16 0.13 -0.21 -0.12 0.14 | 0.0036 0.0036 0.0289 0.0441 0.0009 0.0144 0.0064 0.0225 0.0009 0.0001 0.0081 0.0049 0.0676 0.0256 0.0169 0.0441 0.0144 0.0196 |
| å=10150 | å=18 | å=0 | å=0.3226 | ||
| Тп=9 суток | |||||
| 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 | 345 355 425 450 300 270 370 405 330 315 360 285 235 270 220 255 285 400 | 515 525 595 615 455 405 545 575 495 475 530 430 350 405 330 380 430 575 | 1.07 1.09 1.24 1.28 0.95 0.84 1.14 1.20 1.03 0.99 1.1 0.89 0.73 0.84 0.69 0.79 0.89 1.2 | 0.07 0.09 0.24 0.28 -0.05 -0.16 0.14 0.2 0.03 -0.01 0.1 -0.11 -0.27 -0.16 -0.31 -0.21 -0.11 0.2 | 0.0049 0.0081 0.0576 0.0784 0.0025 0.0256 0.0187 0.04 0.0009 0.0001 0.01 0.0121 0.0729 0.0241 0.0972 0.0430 0.0121 0.04 |
| å=8630 | å=18 | å=0 | å=0.5482 | ||
| Тп=12 суток | |||||
| 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 | 310 320 385 395 255 235 315 365 295 280 335 245 185 215 345 200 230 360 | 465 480 555 570 385 350 475 530 445 420 500 365 270 320 515 295 345 530 | 1.07 1.11 1.28 1.31 0.89 0.81 1.09 1.22 1.02 0.97 1.15 0.84 0.62 0.74 1.19 0.68 0.79 1.22 | -0.07 0.11 0.28 0.31 -0.11 -0.19 0.09 0.22 0.02 -0.03 0.15 -0.16 -0.38 -0.26 0.19 -0.32 -0.21 0.22 | 0.0049 0.0121 0.0775 0.0979 0.0121 0.0376 0.0081 0.0484 0.0004 0.0009 0.0230 0.0254 0.143 0.069 0.035 0.103 0.0422 0.0484 |
| å=7815 | å=18 | å=0 | å=0.7889 | ||
| Тп=15 суток | |||||
| 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 | 270 280 325 325 220 205 305 320 255 235 295 215 175 190 315 190 205 330 | 405 420 485 485 325 305 460 480 380 350 445 320 255 285 470 285 305 495 | 1.05 1.09 1.26 1.26 0.84 0.79 1.19 1.24 0.98 0.91 1.15 0.83 0.66 0.74 1.22 0.74 0.79 1.28 | 0.05 0.09 0.26 0.26 -0.16 -0.21 0.19 0.24 -0.02 -0.09 0.15 -0.17 -0.34 -0.26 0.22 -0.26 -0.21 0.28 | 0.0025 0.0081 0.0651 0.0651 0.0241 0.0430 0.0376 0.0587 0.0004 0.0081 0.0230 0.0295 0.1156 0.0676 0.0468 0.0576 0.0444 0.0790 |
| å=6955 | å=18 | å=0 | å=0.7862 | ||
Дата: 2019-05-28, просмотров: 173.
