4.2. Построение профиля поперечного сечения русла реки
По указанию преподавателя на плане участка реки намечается поперечное сечение (I-I) и, используя изобаты, строится его профиль при рабочем уровне воды, т.е. с учетом срезки ΔH.
Поперечный профиль строится на листе миллиметровой бумаги формата А3 или А4 в карандаше с искажением масштабов: горизонтальный масштаб (ширина русла) принимается 1:2000 или 1:5000, а вертикальный (глубины) - 1:50 или 1:100.
Профиль поперечного сечения русла строится в следующей последовательности.
1. Вычерчивается профиль поперечного сечения при проектном уровне воды. В первую строку вспомогательной таблицы под профилем выписываются расстояния между вертикалями, проходящими через точки перелома профиля дна (это расстояния между точками пересечения профильной линии с изобатами на плане участка реки).
2. На поперечный профиль наносится положение рабочего уровня воды. Если срезка положительная, то рабочий уровень будет располагаться выше проектного уровня воды на величину срезки ΔH, а если срезка отрицательная - то ниже. В первом случае линии берегов между рабочим и проектным уровнями воды строятся в соответствии с "сухими" изобатами (изображают надводный рельеф) или (при отсутствии на плане участка реки "сухих" изобат) линия дна, построенная при проектном уровне воды, просто продлевается до пересечения с рабочим уровнем.
3. Во вспомогательную таблицу под профилем выписываются рабочие глубины, т.е. глубины, отсчитанные от рабочего уровня воды. Если срезка положительная, то рабочие глубины получаются путем сложения срезки и глубин, отсчитанных от проектного уровня воды (снятых с плана участка реки). Если срезка отрицательная, то глубины, отсчитанные от проектного уровня воды, уменьшаются на величину срезки.
4.
Определяется площадь поперечного
сечения русла
.
При выполнении курсовой работы площадь
поперечного сечения находится как сумма
площадей элементарных геометрических
фигур, образующих профиль русла реки.
Площади элементарных фигур выписываются
в нижнюю строку вспомогательной таблицы
под профилем.
5.
По профилю поперечного сечения русла
находится ширина реки по зеркалу воды
при рабочем уровне.
6. Вычисляется средняя глубина поперечного сечения русла:
,
м
где
- площадь поперечного сечения русла,
м
;
- ширина русла при рабочем уровне воды,
м.
Полученные значения площади поперечного сечения, ширины реки и средней глубины сечения выписываются во вспомогательную таблицу, располагаемую справа от поперечного профиля русла.
Пример построенного профиля поперечного сечения русла приведен на рис. 3.
4.3. Вычисление средней скорости течения, расхода воды, эксплуатационной скорости течения и скорости движения судна относительно берегов
1. Определение средней в поперечном сечении скорости течения производится по формуле Шези
,
м/c
где
- уклон свободной поверхности, который
при выполнении курсовой работы находится
по продольному профилю участка реки в
зависимости от места расположения
поперечного сечения, заданного
преподавателем;
-
коэффициент Шези, определяемый по
формуле Маннинга
,
м
/c
где
- коэффициент шероховатости русла, c/м
.
2. Вычисляется расход воды, проходящий через поперечное сечение русла:
,
м
/c
Полученные значения средней скорости течения и расхода воды также выписываются во вспомогательную таблицу справа от поперечного профиля русла (рис.3).
3. Подсчитывается эксплуатационная скорость течения воды (в пределах судового хода):
,
м/с
4. Находятся скорости движения судов относительно берега:
- при движении вниз по течению
,
м/с
- при движении вверх против течения
,
м/с
где
- скорость судна в спокойной воде, м/с.
Следует обратить внимание на то, что скорость судна в спокойной воде приведена в исходных данных в километрах в час.
Приложение 1
Варианты исходных данных для выполнения курсовой работы
Исходные данные |
Обозна-чение |
Единица измерений |
В а р и а н т ы з а д а н и й |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|||
Величина срезки |
ΔH |
см |
30 |
45 |
-15 |
40 |
50 |
-10 |
65 |
60 |
-20 |
75 |
Высотные отметки точек однодневной связки (ТОСов) |
ТОС 1 ТОС 2 ТОС 3 ТОС 4 ТОС 5 |
м м м м м |
8,532 8,510 8,496 8,484 8,445 |
6,256 6,232 6,217 6,200 6,160 |
9,138 9,117 9,105 9,093 9,056 |
5,478 5,453 5,441 5,430 5,394 |
7,352 7,331 7,310 7,291 7,278 |
8,558 8,539 8,519 8,502 8,490 |
11,802 11,783 11,763 11,742 11,730 |
9,985 9,964 9,944 9,926 9,914 |
10,697 10,674 10,652 10,634 10,621 |
6,326 6,315 6,294 6,269 6,250 |
Коэффициент шероховатости русла |
n |
с/м1/3 |
0,021 |
0,026 |
0,035 |
0,019 |
0,033 |
0,024 |
0,029 |
0,027 |
0,018 |
0,025 |
Скорость судна в спокойной воде |
|
км/ч |
18 |
24 |
16 |
22 |
14 |
20 |
24 |
18 |
15 |
22 |
