Гидравлический расчёт узла гидротехнических сооружений

СОДЕРЖАНИЕ

1. Расчёт магистрального канала.

   1. Проверка канала на условие неразмываемости и незаиляемости.

   2. Проверка канала на заиление.

   3. Определение глубин наполнения канала.

2. Расчёт распределительного и сбросного канала.

   1. Определение глубины наполнения трапецеидального сбросного канала по заданной ширине по дну.

      1. Расчёт распределительного канала методом И.И Агроскина.

      2. Расчёт сбросного канала.

3. Расчёт кривой свободной поверхности в магистральном канале.

   1. Определение критической глубины в распределительном канале.

   2. Установление формы кривой свободной поверхности.

   3. Расчёт кривой подпора в магистральном канале методом И.И. Агроскина.

4. Гидравлический расчёт шлюза-регулятора.

4.1 Определение ширины шлюза – регулятора в голове магистрального канала.

5. Расчёт водосливной плотины.

   1. Определение гребня водосливной плотины.

   2. Построение профиля водосливной плотины.

6. Гидравлический расчёт гасителей.

   1. Определение формы сопряжения в нижнем бьефе водосливной плотины методом И.И. Агроскина.

   2. Гидравлический расчёт водобойной стенки (Расчёт длины колодца).

7. Список используемой литературы.

Вариант 3(5).

На реке N проектируется узел гидротехнических сооружений.

В состав узла входят:

А) Водосливная плотина.

Б) Водозаборный регулятор с частью магистрального канала.

Магистральный канал подаёт воду на орошение и обводнение подкомандной ему территории. На магистральном канале устраивается распределительный узел. На сбросном канале, идущем от этого узла, устраивается перепад (схема I).

Схема I

1. Расчёт магистрального канала.

В состав расчёта входит:

1. Определение размеров канала из условия его неразмываемости (при Q_max = 1,5Q_н) и незаиляемости (при Q_min = 0,75Q_н).

2. Определение нормальных глубин для заданных расходов и построение кривой

Q = f(h).

Данные для расчёта:

• Расход Q_н = 9,8 м³/сек. Q_max = 14,7. Q_min = 7,35.

• Уклон дна канала i = 0,00029.

• Грунты – плотные глины.

• Условие содержания: среднее.

• Мутность потока  = 1,35 кг/м³.

• Состав наносов по фракциям в %:

  1. d = 0.25 – 0.1 мм = 3.

  2. d = 0,10 – 0,05 мм = 15.

  3. d = 0,05 – 0,01 мм = 44.

  4. d = 0,01мм = 38.

• Глубина воды у подпорного сооружения 3,0 h₀.

1.1 Проверка канала на условие неразмываемости и незаиляемости.

1. Принимаем коэффициент заложения откоса канала «m» в зависимости от грунта и слагающего русла канала по таблице IX [1] m = 1.

2. Принимаем коэффициент шероховатости “n” в зависимости от условия содержания канала по таблице II [1] n = 0,025.

3. Принимаем допускаемое значение скорости на размыв в зависимости от грунта, слагающего русло канала по таблице XVI [1] V_доп = 1,40 м/с.

4. Принимаем максимальную скорость потока в канале V_max = V_доп = 1,40м/с.

5. Вычисляем функцию из формулы Шези:

6. По вычисленному значению функции при принятом коэффициенте шероховатости ( n ), определяем допускаемый гидравлический радиус (R_доп).

R_доп = 2,92 м. Таблица X[1].

7. Вычисляем функцию

Q_max – максимальный расход канала м³/с.

4m₀ – определяется по таблице X[1] 4m₀ = 7,312.

8. По вычисленному значению функции при принятом коэффициенте шероховатости ( n ), определяем гидравлически наивыгоднейший радиус сечения по таблице X[1]. R_гн = 1,54 м.

9. Сравниваем R_доп с R_гн и принимаем расчётный гидравлический радиус сечения (R). Так как R_доп  R_гн то R  R_гн 2,92 1,54, принимаем R = 1,38.

10. Определяем отношение

11. По вычисленному отношению определяем отношение по таблице XI [1].

12. Вычисляем ширину канала по дну и глубину потока в канале

Принимаем стандартную ширину равную 8,5 м.

13. Определяется глубина потока в канале при пропуске нормального расхода Q_н при принятой ширине канала в м. Для этого вычисляется функция

Далее определяется гидравлический наивыгодн