Расчет водосливного фронта плотины и напора на плотине
Дано: Q = 
, 
= 100 м
Определение напора на гребне без учета бокового сжатия:
где m = 0,48- коэффициент для регулируемой плотины
Задаем ширину отверстий: 
Ширина одного бычка: 
Количество отверстий:
Число бычков:
n б= n отв - 1 =5 - 1 =4 бычка
Уточним окончательную ширину фронта:
Форма бычка: ξ=0,95 (ξ - коэффициент бокового сжатия плотины);
Эффективная ширина фронта водослива с учетом бокового сжатия в первом приближении:
принимаем 96 м
Уточняем напор на гребне:
Определение скорости воды на подходе:
где: 
Расчетный напор на гребне:
- коэффициент кинетической энергии
Определение удельного расхода
Определим глубину воды в сжатом сечении в первом приближении:
принимаем 
Во втором приближении:
В третьем приближении:
Принимаю 
Прогноз местных размывов
Основными параметрами, характеризующими местный размыв, являются его глубина и форма, которые зависят от типа сооружения, кинематических характеристик потока в конце крепления, особенностей грунта и соотношения между шириной водосливного фронта и шириной русла.
Задачами прогноза местных размывов являются определение максимальной глубины размыва, ширины, длины и заложения откосов воронки размыва.
Донный режим сопряжения бьефов - основной гидравлический режим сопряжения бьефов, который наблюдается при устойчивом нахождении струи у дна и характеризуется значительными и медленно затухающими по длине донными скоростями (это недостаток режима), а также вращением в вальце гидравлического прыжка плавающих тел. Режим является наиболее распространённым и часто реализуемой схемой гашения энергии. Транзитная струя может быть не затоплена (незатопленный или отогнанный гидравлический прыжок, обычно такой режим не допускается) и затоплена (затопленный прыжок).
Для низко и средненапорных сооружений обычно рекомендуется донный режим с применением гасителей энергии и растекателей потока, которые улучшают режим сопряжения бьефов, увеличивают интенсивность гашения энергии и приводят к перераспределению скоростей потока. Следует отметить, что наибольшая эффективность гашения энергии (до 65÷75%) происходит в затопленном гидравлическом прыжке.
Определение дальность отлета струи
Дальность отлета струи L, отброшенной с трамплина водослива, до встречи со свободной поверхностью нижнего бьефа определяется по формуле:
Здесь 
- угол наклона струи к горизонту в створе уступа ( 
);
g - ускорение силы тяжести;
, 
q - удельный расход на носке трамплина;
- коэффициент скорости, который для водослива с трамплином находится по формуле
- превышение носка над уровнем нижнего бьефа ( = 2,71 м);
Т - превышение уровня верхнего бьефа над уровнем воды нижнего бьефа (Т = 55,4 м);
Н - напор на гребне водослива (Н = 11,7 м).
Принимаем высоту носка (трамплина)
Определяем коэффициент скорости
Далее определяем толщину струи в створе уступа
Следовательно дальность отлета струи будет равна
Для определения наибольшей дальности струи отлета используем формулу
Где 
,
Таким образом наибольшая дальность струи отлета равна
Скорость струи на уровне свободной поверхности нижнего бьефа находится без учета изменения ее формы при движении в воздушной среде.
Далее определяем угол встречи струи со свободной поверхностью (угол входа):
, 
Струя, войдя под уровень нижнего бьефа, движется по прямой при этом принимается, что ось струи касательная к точке встречи оси струи со свободной поверхность.
Приращение дальности падения струи с учетом движения под уровнем нижнего бьефа по прямой до дна размыва равно
Где hр - глубина в яме размыва.
Общая дальность падения струи на дно ямы размыва составит
Струя в полете насыщается воздухом и разрушается. Разрушение струи тем значительнее, чем больше скорость в струе и чем тоньше струя в начальном сечение.
Аэрация сказывается на ее толщине и дальности отлета. Для учета влияния аэрации и распада струи рекомендуется значение L принимается равной L*k=*= м, где k - поправочный коэффициент, величина которого находится по графику (рис.2б) в зависимости от числа Фруда для сечения уступа.
Яму размыва, образующуюся в месте падения струи, можно определить по эмпирической формуле И.Е. Мирцхулавы
К - коэффициент перехода от средних скоростей к актуальным (К = 1,5-2), W - гидравлическая крупность грунта, определяемая по формуле
м
Где d - расчетный диаметр частиц грунта, отвечающих фракциям, мельче которых в грунте содержится 90% частиц; 
- удельные веса материала и воды с учетом. Вывод: 
меньше 
размыва нет
Дата: 2019-07-24, просмотров: 243.
