Построение и анализ продольного профиля русла по оси судового хода

7.5 Построение и анализ продольного профиля русла по оси судового хода

По отметкам максимального уровня воды проводим линию свободной поверхности для максимального уровня, по отметкам проектного уровня проводим линию свободной поверхности для проектного уровня красного цвета (см. рисунок 7.1).

Вычисляем отметки дна на каждом километре рассматриваемого участка по формуле:

Z_дна = ZH_{пр n} – h_n,

где ZH_{пр n} – отметка проектного уровня, м;

h_n – глубина по судовому ходу, м.

Отметки проектного уровня для промежуточных точек определяется пропорционально расстояниям.

Линия проектного дна проводим красным цветом по отметкам, полученным вычитанием минимальной гарантированной глубины h_г из отметок проектного уровня:

Z_{пр дна} = ZH_{пр n} – h_г

Z_дна = ZH_{пр n} – h_n,

1)  Z_{дна 0} = 142,864 – 2,5 = 140,364 м

2)  Z_{дна 1} = 142,783-3,4=139,383 м

3)  Z_{дна 2} = 142,702-2,82=139,882 м

4)  Z_{дна 3} = 142,621-2,65=139,971 м

5)  Z_{дна 4} = 142,54-2,7=139,84 м

6)  Z_{дна 5} = 142,459-3,4=139,059 м

Z_{пр дна} = ZH_{пр n} – h_г

1) Z_{пр дна 0} =142,864 – 1 =141,864 м

2) Z_{пр дна 1} =142,783– 1 = 141,783м

3) Z_{пр дна 2} =142,702– 1 = 141,702м

4) Z_{пр дна 3} =142,621– 1 = 141,621м

5)Z_{пр дна 4} =142,54 – 1 = 141,54м

6) Z_{пр дна 5} =142,459 – 1 = 141,459м

Вывод:

Землечерпательные работы на исследуемом участке не требуются, так как на протяжении участка отметки глубин дна не пересеклись с отметкой проектного дна.

8. Исследование скоростного режима русла

8.1 Определение средней и размывающей скоростей течения

В природе наблюдаются два режима течения жидкостей: ламинарный и турбулентный. Режим движения жидкости зависит от скорости течения и глубины потока. Турбулентный режим бывает установившимся и неустановившимся. Движение может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении средняя скорость течения в поперечном сечении русла определяется по формуле Шези

V_ср. = ,

где С – коэффициент Шези;

R – гидравлический радиус, R = w / , м;

I – продольный уклон водной поверхности.

Коэффициент Шези зависит от шероховатости русла, глубины потока и от формы живого сечения. Для определения этого коэффициента используем формулу Маннинга:

С = R^1/6 / n,

В приведенных формулах

n- коэффициент шероховатости, определяемый по формуле:

n = kd^1/6,

k - коэффциент по В. М. Макееву равен 0,03;

d – диаметр частиц донных отложений.

R=W/-гидравлический радиус, м (для равнинных рек гидравлический радиус равен средней глубине hср=W/B);

W-площадь поперечного сечения русла,;

-длина смоченного периметра русла, м;

В - ширина русла, м;

H - глубина потока, м;

dср - средний диаметр частиц донных отложений, мм.

Рассматривается участок р. Вилюй на 590 км:

Вычисляем площадь поперечного сечения русла по формуле

W = W₁ + W₂ + W₃ + W₄, м²;

Смоченный периметр в поперечном сечении русла определяется:

=508 м

Теперь необходимо выполнить:

1)  Определить коэффициент шероховатости русла;

2)  Определить значение гидравлического радиуса;

3)  Вычислить коэффициент Шези;

4)  Вычислить среднюю скорость течения;

5)  Построить поперечное сечение русла.

Расчеты:

1)  n = 0,03 * 0,48^1/6 = 0,0264;

2)  R = 477,3 / 508 = 0,94 м;

3)  С = 0,94^1/6 / 0,0264 = 37,482 м^0,5/с;

4)  V_ср. = 37,482 *  0,34 м/с

5)  см. рисунок 8.1.

Средняя скорость течения V_ср на вертикали, отвечающая состоянию предельного равновесия донных частиц, когда отдельные частицы срываются с места и перемещаются, но общего движения наносов ещё нет, называется неразмывающей. Она является предельной скоростью, отвечающей началу сдвига отдельных частиц, т.е. скоростью начала влечения и может быть определена с помощью следующих зависимостей.

Формула В. Н. Гончарова, которая по данным исследований ЛИВТа даёт на песчаных перекатах наилучшие результаты

V_нр = 3,9 * (d * h / d₉₅)^0,2(d + 0,0014)^0,3,

где h – глубина потока, м;

d – средний диаметр донных частиц, м;

d₉₅ – диаметр частиц с обеспеченностью 95% по кривой гранулометрического состава, т.е. такой диаметр, который оказывается превзойдённым лишь у 5% частиц, м.

V_нр = 3,9 * (0,00048*1,91 / 0,00066)^0,2 * (0,00048 + 0,0014)^0,3 = 0,632 м/с

Скорость течения V_р, при которой движение донных наносов становится массовым, называется размывающей. Соотношение между размывающей и неразмывающей скоростями равно 1,30

V_р = 1,30 * V_нр, м/с,

V_р = 1,30 * 0,632 = 0,822 м / с

Вывод:

Средняя скорость меньше размывающей скорости (0,34 м/с < 0,822 м/с), следовательно размыва дна в потоке не будет.

Похожие работы

Оценка экологических и экономических последствий строительства и эксплуатации водохранилищ

Скачать

224699

13

7

... в предсказании краткосрочных процессов (на 10-15 лет), что связано с отсутствием необходимых материалов о состоянии компонентов экосистем и процессах их эволюционных и циклических изменений.   1.4 Экономические последствия строительства и эксплуатации водохранилищ   1.4.1 Воздействие ГТС на земельные ресурсы Изменения, вносимые созданием и эксплуатацией ГТС в режим водотока, как и изменения, ...

Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях

Скачать

366812

5

19

... предыдущего чрезмерного стравления, в восстановлении будут преобладать разновидности сорняков.   Глава 3. Проблемы горных территорий и возможные способы их решения. Природные и антропогенные катаклизмы. Природные катаклизмы в горах представляют результат геотектонической природы гор и их экологических характеристик. Однако катаклизмы зачастую вызываются деятельностью человека. Перед ...

Роль водной растительности в русловых процессах малых рек

Скачать

8009

0

0

... на возможно более ранних стадиях, так и в качестве своеобразного инструмента, и позволит внести существенные изменения в практику управления русловым и процессами на малых реках, контролировать русловые переформирования и управлять ими, регулировать процессы стока с целью оптимизации долинно-речных ландшафтов. Список литературы Давыдов Л.К. и др. Общая гидрология Л.,Гидрометеоиздат. 1973

Реконструкция газопровода

Скачать

104857

32

33

... Анализ причин возможной деформации говорит о том, что уровень НДС идеальный. Поэтому данный участок требует контроля своего положения но не требует немедленной реконструкции. 3. контрольно-измерительные приборы и автоматика 3.1.     Электрохимическая защита от коррозии внутриплощадочных коммуникаций КС и шлейфов Защитный потенциал подземных коммуникаций КС создается с использованием одной ...