3.2 Определение критической глубины и состояния потока в русле.
Выясняем, в каком состоянии – бурном или спокойном находится поток. Для этого найдем критическую глубину.
Критическая глубина для русел треугольного сечения находится по формуле:
(3.5)
где m – коэффициент заложения откоса.
(3.6)
Подсчитаем значения различных характеристик. Для этого найдем:
- площадь живого сечения
;
(3.7)
- смоченный периметр
;
(3.8)
- гидравлический радиус
;
(3.9)
- скоростную характеристику [л – 2, с 14 - 17]
.
-критический
уклон 
=
=0,023
(3.10)
где iск – средний уклон склонов в расчетном створе.
(3.11)
Т.к.
- делаем вывод, что при дождевом паводке
вероятностью 2% состояние потока
спокойное.
3.3 Гидравлический расчет живого сечения в трубе.
Гидравлический расчет живого сечения в трубе производится по аналогии с гидравлическим расчетом живого сечения русла (см. пункт 3.1).
В расчет принимаем 2 трубы размером 3,0 x 2,5м (Водослив двухочковый).
Таблица 3.2
-
№
Отметка земли, м
Превышение, м
Площадь живого сечния ω, м2
Смоченный периметр χ, м
Гидравлический радиус R, м
Уклон дна русла, i
Шерохов n
(R ·i)1/2
Коэф. Шези, С
V, м/с
Расход
Q, м3/c
1
164
0
0
0
0
0
0
0
0
2
164,5
0.5
3
8
0.375
0.005
0.016
0,073
53,07
2,29
6,87
3
165
0.5
6
10
0.555
0.005
0.016
0,053
56,66
3,003
18
4
165,5
0.5
9
12
0.75
0.005
0.016
0,06
59,58
3,57
32,13
По графику определяем нормальную глубину и расчетную скорость: h0 = 0,5 м; Vр = 2,57 м/с.
Запроектированная труба должна работать в безнапорном режиме, т.е. должно выполняться условие:
(3.12)
Высоту подпора найдем по формуле:
(3.13)
где Н0 – гидродинамический напор с учетом скорости подхода, его выразим из формулы А. А. Угинчуса для пропускной способности трубы любой формы поперечного сечения в безнапорном режиме:
(3.14)
(3.15)
где, m’ = 0,35 - коэффициент водослива для прямоугольных труб;
bк = 6,0 м - ширина труб в свету.
Условие выполнено, значит - режим безнапорный.
3.4 Определение критической глубины и состояния потока в трубе.
Выясняем, в каком состоянии – бурном или спокойном находится поток. Для этого найдем критическую глубину и критический уклон.
Критическая глубина для труб прямоугольного сечения находится по формуле:
(3.16)
Чтобы определить критический уклон, подсчитаем значения различных характеристик. Для этого найдем:
;
(3.17)
;
(3.18)
;
(3.19)
.
Вычисляем критический уклон по формуле:
(3.20)
С помощью полученных данных, на основании сравнений
,
- делаем вывод, что при дождевом паводке
вероятностью2% состояние потока бурное.