книги из ГПНТБ / Чернышов, Ф. М. Повышение эффективности путевых работ на многорукавных участках судоходных рек учеб. пособие

рукаве и, следовательно, увеличение Вт может быть достигнути повышением гребней запруд до отметок проектного уровня, если на

расчета ширины выправительной трассы позволяет решать эту за­ дачу и для рек, имеющих на своем протяжении значительную, приточность. Не исключается возможность их применения и в условиях, когда значения Вт оказываются меньше бытовых ширин русла на перекатах судоходного рукава, где в этом случае, как отмечалось выше, также должны быть запроектированы полузапруды или струенаправляющие дамбы.

Как уже отмечалось, в ряде случаев расчет ширины выправи­ тельной трассы для многорукавных затруднительных участков це­ лесообразно выполнять при двух уровнях: проектном и соответству­ ющем руслоформирующему расходу. При этом расчетные габари­ ты пути должны приниматься для этих уровней различными с уче­

следующих параграфах.

§ 9. Расчет распределения расходов воды по рукавам разветвленных русел

при бытовом состоянии затруднительных участков

В расчетах распределения расходов воды по рукавам развет­ вленных участков для бытовых условий, рассматриваются напол­ ненные водой русла при заданном уровне, определяемом кривой " свободной поверхности, положение которой в данном случае извеєт- _ но. При этом может быть получено достаточно точное решение на основе составления для этих участков рек замкнутой системы урав­ нений.

Возможен и приближенный способ расчета, основанный на ис­ пользовании метода трансформации многорукавного русла в двухрукавное. •

Указанные расчеты требуют специального рассмотрения потому, что в практике проектирования выправительных сооружений и су-' доходных прорезей достаточно часто встречаются схемы улучше­ ния многорукавных затруднительных участков, для которых, как правило, имеются материалы съемок, но отсутствуют данные о рас­ пределении расходов воды по рукавам в бытовых условиях. Опре­ деление же состава путевых мероприятий в значительной степени основывается именно на таких данных.

Точный и приближенный методы этих расчетов ниже будут рас­ смотрены раздельно.

расходов воды решается достаточно просто. Не усложняют решение и наличие любого числа рукавов, если они имеют общие створы де­ ления русла и последующего его соединения в общий поток (рис. 71). Сечения 1—1 и 2—2 характеризуют геометрическое деле-

рактеру данного рельефа перед делением русла и ниже соединения рукавов.

Для упрощения задачи в качестве начальных и конечных расчет­ ных створов принимают геометрические створы деления потока, не­ посредственно примыкающие к приверхам и ухвостьям островов. Однако встречаются схемы разветвления, где использование гео­ метрических створов становится затруднительным. Так, в схеме, приведенной на рис. 72, плановое размещение среднего рукава от­ носительно русел левого и правого рукавов предопределяет нали­ чие между сечениями 1—1 и 3—3, 4—4 и 6—6 участков русла с пе­ ременными по длине расходами. Поэтому в подобных случаях не-, обходимо вместо сечений 2—2 и 5—5 назначать граничные сечения

3^-3 и 4-М.

200

3) для общего сечения 3—3 вычисляют величину —S/z7 '6 A'fc ко-

торую также принимают за 100%;

/г2

4) шкалу нарастания величины —Hh7'6 ДЪ (в процентах для

а 3

общего сечения 3—3) разбивают на две части, фиксируемые на про­ центной шкале (рис. 73, точка д) и соответствующие относительно­ му перераспределению по конечным сечениям рассматриваемых рукавов;

5) точку д с процентной шкалы (см. рис. 73) вначале сносят на кривую нарастания суммы указанной выше величины по ширине сечения (точка f ) , а затем на уровень воды (точка т).

Рис. 73. Определение точки водораздела т в сече­ нии 3—З (I и I I — д о л и сечений, занимаемые пото­ ками левого и среднего рукавов)

Аналогично можно получить верхнюю точку р деления потоков, рукавов (см. рис. 72) v

В случае равенства по рукавам коэффициентов а я п, вычисля­ ют лишь сами суммы 2/?7 / 6 Л&. На рис. 72 указан порядок опреде­ ления длины рукавов, когда точки разделения потоков несколько удалены от ухвостья или приверха острова.

Этот прием определения точек водораздела может быть также использован при расчете распределения расходов по рукавам в слу­ чаях, когда ухвостье острова располагается в точке с (на рис. 72 береговая граница острова для среднего рукава показана со сторо­ ны правого рукава штриховым' пунктиром).

Приведенная выше зависимость (70) удобна тем, что при при­ ближенных расчетах величину степени -~- вполне можно заменить

6

единицей. Тогда суммарные выражения будут характеризовать раз­ меры живого сечения русла, что упрощает расчеты по определению положения точек водораздела для двух и более рукавов.

Определение этих точек позволяет также получить равенство в

Действительно, створы размещения водоразделов характеризу­ ются постоянством продольных уклонов свободной поверхности по всему сечению (см. рис. 72). Равенство (72) может быть исполь­ зовано и при решении задачи распределения расходов воды по ру­ кавам.

Следует также отметить, что точки деления 'потока т и р (см. рис. 72) могут быть определены с большей точностью, если в расче­ те оперировать не просто суммами Ък1^ Ab для конечных сечении 1—1 и 2—2, а средневзвешенными значениями этих сумм по длине рукавов. Еще более точно их определение можно получить при по­ строении плана течений для подходных к острову участков русла.

Определив линии разделения потока (точки водораздела), пе­ реходят непосредственно к выполнению расчета.

Как известно, такой расчет при бифуркации русла сводится к решению двух уравнений с двумя неизвестными. При этом могут ис­ пользоваться уравнения неравномерного движения жидкости в уп­ рощенной, полной и промежуточной формах:

а — 1,0 т-1,1 — коэффициент кинетической энергии; Л*с р —средний между двумя сечениями модуль расхода.

Дополнительным уравнением служит равенство общего расхода

Из уравнений (73) и (76) можно получить следующее выраже­