Курсовая работа по ГТС

 

  Напір на водозлив H при пропусканні максимального розрахункового паводку знаходять за залежністю

  Розрахункову  зарегульовану витрату визначаємо за формулою І.Д. Кочеріна

 
 

  Обсяг W_r регулювання визначається з кривої Q=f(H) як об’єм, що знаходиться ьіж розрахунковими рівнями ФПР та НПР.

  Коефіцієнт  витрати залежить від типу водозливу  й умов його роботи. Для фронтальних водоскидів відкритого типу це, як правило, водозливи практичного профілю криволінійного обрису для яких m =0,47...0,50. Для траншейних водоскидів – водозливи практичного профілю полігональної форми – m=0,41...0,44.

  В задачу розрахунку траншеї входить  визначення глибини, відмітки поверхні води та дна траншеї в заданих  створах.

  Довжина траншеї приймається рівною довжині водозливу. Ширину варто збільшувати лінійно по довжині від мінімального значення (b=2...5 м) до максимального, яке призначають за умови максимально допустимої питомої витрати в траншеї 10...15 м2/с. Розрахунок рекомендується проводить в табличній формі (табл.10.1) розбиваючи довжину траншеї на 5-7 створів, частіше розташовуючи їх з початку траншеї.

  Таблиця 10.1

  Визначення  параметрів водоскидної траншеї

 

  Витрату через відповідний створ х знаходять за формулою

 
 

  Швидкість v для перших 2-х створів приймається 3-4 м/с, для інших – в межах допустимих для матеріалу траншеї (5-8 м/с).

  Середню глибину воді в кожному створі визначають за формулою

 

  Похил рівня води в кожному створі  - за формулою

 

  Втрати  напору між створами - за формулою

 
 

  Відмітка  поверхні води в створах  - за формулою

 

тут за початкове значення глибини h_рів.i-1 можна прийняти її значення в першому створі.

  Відмітка  дна траншеї – за формулою

 

  Вхідна  частина фронтального та траншейного  водоскилів переходить у відвідний  канал ширина якого призначається рівною ширині траншеї та 30...50% довжини водозливного фронту фронтального водозливу.

  Для водоскидів закритого типу тип водозливу визначається за відношенням

 
 

  Якщо e<0,67 має місце водозлив із тонкою стінкою,  якщо 2<e<8- водозлив із широким порогом,  при проміжному значенні - водозлив практичного профілю.   Щоб водозлив був незатопленим, рівень води у вежі (ковші) при пропусканні розрахункової витрати повинен бути нижче її (його) гребня. Коефіцієнт витрати  може бути прийнятий для водозливу з тонкою стінкою рівним 0,40 - 0,38 , для водозливу практичного профілю 0,36 - 0,34, для водозливу із широким порогом 0,32 - 0,30.

  Товщину стінки вежі в першому наближенні можна  орієнтовно  приймати рівної 0,30 м при висоті вежі до 10 м; 0,40- при висоті до 20 м; 0,50 м - при висоті до 25 м.

  Після визначення  необхідного периметра  вежі (коваша) в першому наближенні призначається поперечний їх переріз - кругле або прямокутне з подальшим знаходженням діаметра або сторін.

  10.3.  Розрахунок  транзитної  частини

 

  Відвідний канал відкритих водоскидів рекомендується приймати прямокутного поперечного перерізу з глибиною рівною глибині в кінці траншеї – для траншейного водоскиду, для фронтального – у відповідності з правилами проектування каналів при рівномірному русі [10]. Довжина його визначається за планом (кінець каналу вибирається на вісі водоскидного тракту де відмітка поверхні землі буде вища за відмітку дна каналу на величиру його глибини плюс невеликий запас 0,3...0,5 м).

  Похил каналу для траншейного водоскиду  встановлюється як для останнього створу траншеї, для фронтального – за умови рівномірного руху води в каналі.

  Довжина і похил швидкотока  встановлюється за планом за умови, що відмітка дна гасника енергії потоку (водобійний колодязь) буде дещо вище мінімального рівня води в нижньому б’єфі для забезпечення „сухого” б’єфу при проведенні ремонтних робіт, тощо. Розрахунок швидкотока зводиться до визначення глибини води в кінці лотка (перша сполучна глибина).

  Вежу  баштового водоскиду рекомендується  розташовувати на верховому укосі з тим,  щоб зменшити довжину відвідної труби.  Проте дуже близько до урізу води по НПР вежу наближати не  можна  через великі швидкості на гребені при пропусканні розрахункових паводків, що може призвести до руйнування кріплення верхового укосу.  З цих розумінь рекомендується розташовувати вежу від урізу води по НПР на відстані не менше 3,0 - 4,0 м.

  Задню стінку ковшового водоскиду, як правило, розташовують на урізі води верхнього б’єфу при НПР [3, рис.2.15].

  Відвідну трубу, необхідно заглубити нижче поверхні землі в  нижньому  б'єфі  для  можливого сполучення бурхливого потоку з труби зі спокійним у руслі на глибину 0,5-1м до верха труби в залежності від її діаметра.  Кінець відвідної труби виносится за підошву низового укосу на відстань 10-15 м.

  Прийняте  положення  вежі (ковша) і кінця відвідної труби дозволяє визначити довжину труби,  а її висотне розташування - напір ,  при цьому в першому наближенні рівень води у вежі (ковші) приймається нижче НПР (гребня) на  0,5 м.

  Розрахунок  діаметра відвідної труби проводиться  підбором за формулою витрати через  короткі незатоплені труби 

   

  Коефіцієнт  витрати знаходиться за залежністю

 
 
 

  Напір на трубу визначається як різниця відміток прийнятого рівня води у вежі і рівня води в нижньому б'єфі.   Підбір діаметру труби проводиться таким чином.  Задаються діаметром відвідної d, знаходять площу живиго  перерізу  w і коефіцієнт витрати.  Потім знайдені значення підставляють у формулу (10.11) і визначають витрату,  що пропустить  прийнята  труба. 

  Якщо   знайдена  витрата  дорівнює  заданій  (визначеній  за формулою (10.3), розрахунок вважається закінченим,  у противному випадку задаються новим діаметром  і розрахунок повторюють.

   Таблиця 10.2

   Коефіцієнти гідравлічного тертя

 

  При проведенні розрахунку завжди має місце випадок, коли при визначеному діаметрі одержувана витрата менше заданого,  а при сусідньому більшому діаметрі він більше заданого. У цьому випадку за розрахунковий діаметр приймається більший і уточнюється напір на трубу за формулою  (10.3). Уточнений напір відкладають на розрахунковій схемі і знаходять дійсну відмітку рівня води у вежі, що забезпечує пропускання заданої витрати.

  При написанні розрахунку в пояснювальній  записці необхідно призвести  тільки один остаточний розрахунок при уточненому напорі.

10.4.  Розрахунок   сполучення  потоку  в  нижньому  б’єфі

 

  Бурхливий потік, що випливає з відвідної труби  баштового водоскиду при пропусканні  розрахункових паводків, спрягається  зі спокійним у нижньому б'єфі  гідровузла, що проектується. Це сполучення потоків відбувається у видгляді гідравлічного стрибка. При малій побутовій глибині в нижньому б'єфі має місце відігнаний стрибок,  що призводить до необхідності створення потужного кріплення русла в нижньому б'єфі на великій протяжності потоку відносно  його виходу з відвідної труби чи швидкотоку. Для зменшення робіт із кріплення русла необхідно затопити  гідравлічний  стрибок шляхом збільшення глибини в нижньому б'єфі. Це досягається спорудженням водобійного колодязя.