Водный транспорт леса (стр. 2 из 11)
Модульные коэффициенты различной обеспеченности КР%, в курсовой работе
-для обеспеченности:
P50% , К50%=Сv50*Ф50+1=0.044*(-0.013)+1=0.998
P90% , К90%=0.044*(-1.27)+1=0.944
P10%, К10%=0.206*1.32+1=1.272
Тогда, среднегодовые расходы воды в створе водомерного поста при различной обеспеченности принимают значения:
-для обеспеченности:
P10%, Q10%= K10%*Qmax = 1.272*335.8=427.14
P50% , Q50%= K50%*Qср=0.998*30.4=30.3
P90% , Q90%= K90%*Qср=0.944*30.4=28.7
Расчётные данные заносятся в таблицу 1.1
Максимальный расход воды 10%-ной обеспеченности в створе запани определяется по
формуле /2,стр.8/:
(1.7)В курсовой работе:
где Fзап-площадь водосбора реки в створе запани, м2
принимается с графика, (рис.1.1) Fзап=2360 км2;
F-общая площадь в створе водомерного поста, F=2800 км2
1.2. Гидрологические расчёты реки в лимитирующих створах и определение
возможной продолжительности лесосплава
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 Zсрпо зависи-
мости /2,стр.10/:
, (1.8)гдеåZ-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 Wдля каждого расчётного уровня определяется по следую- щим зависимостям /2,стр.10/.
Для первого уровня:
W1=B1(Z1-Zср), (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)гдеn-коэффициент шероховатости, из задания (табл.2.5).
В курсовой работе, площадь живого сечения W определяется:
Для первого уровня:
створ 1, W1=57.5*(29.9-29.4)=28.8 м2;
створ 2, W1=33.5*(54.5-53.9)=20.1 м2;
створ 3, W1=54.0*(39.5-38.5)=54.0 м2;
Для второго уровня:
створ 1, W2=28.8+0.5(57.5+62.5)*(30.5-29.9)=64.8 м2;
створ 2, W2=20.1+0.5(35.5+35.0)*(55.1-54.5)=40.0 м2;
створ 3, W2=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, W3=103.8 м2;
створ 2, W3=62.0 м2;
створ 3, W3=174.5 м2;
Для четвёртого уровня:
створ 1, W4=145.8 м2;
створ 2, W4=84.1 м2;
створ 3, W4=245.0 м2;
Для пятого уровня:
створ 1, W5=190.4 м2;
створ 2, W5=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 глубиныhср, 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 уровняZ=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 уровняZ=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 hср, м | Коэффици-ент ШезиС, 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 зависимостейQ=f(z),V=f(z),hср=f(z)