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

В частности, .применительно к схеме многорукавного русла (см. рис. 84), такой график требуется для нижней внутриузловой «би­ фуркации» (для сечения 29) в случае, когда должны быть сопостав­ лены результаты вычислений по различным вариантам размещения запруд, например, либо в 8-м, либо в 12-м, либо в 3-м несудоходных рукавах и, к тому же, при различном расчетном уровне воды в об­ щем сечении ниже слияния всех рукавов.

Нередко при детальной разработке проектов выправления воз­ никает необходимость оценки изменения отметки гребня запруды в одном из рукавов сложноразветвленного узла при различных значе­ ниях расчетных уровней. Это также приводит к необходимости пост­ роения графика, показанного на рис. 85. Такой график позволяет проанализировать истинное распределение расходов воды по рука­ вам в широком диапазоне уровней, что имеет немаловажное значе-. ние для выбора состава и типов — конструкций выправительных. сооружений; а также для окончательной оценки проектируемых пу­ тевых мероприятий на затруднительном участке в целом.

Дополнительно отметим, что расчет запруд в многорукавных руслах, так же как и в двухрукавных [22], [42] начинается с опре­ деления потребного (расчетного) расхода воды для судоходного ру­ кава или нескольких рукавов, в которых проектируется закрепление будущего судового хода. Чтобы упростить вычисления, в некоторых случаях следует назначать и долю уменьшения расхода воды в пе­ рекрываемом запрудой рукаве. К этому, например, целесообразно прибегать в расчетах сложноразветвленных участков, особенно, когда результаты анализа многолетних русловых переформирова­ ний на них позволяют уверенно определить степень, уменьшения пропускной способности перекрываемых рукавов. Дл я этого же мо - : гут быть использованы приведенные в § 7 рекомендации,.на основа­ нии которых в качестве условия начала активной работы запруды" может быть принято условие уменьшения при расчетном уровне бытового расхода воды в перекрываемом ею рукаве на 30—40 про­ центов. Вероятно, это во многих случаях приведет к увеличению бытового расхода в судоходном рукаве на 15—20 процентов. Одна­ ко в заключительной части расчета необходимо выполнить провер­ ку достаточности расхода воды, поступающего при проектных усло­ виях в судоходный рукав, для обеспечения принятых габаритов пу­ ти (см. § 7, п. 2). При несоблюдении последнего условия, гидравли­ ческий расчет запруд, равно как и сооружений других типов, следу­

ходов воды по рукавам сложноразветвленных участков в Проектных условиях, ниже рассматриваются несколько характерных случаев размещения на них запруд и других типов, выправительных соору­ жений с кратким описанием схем гидравлического расчета. При. этом примеры, иллюстрирующие.типовые задачи проектирования выправительных сооружений и дноуглубительных прорезей на многОрукавных затруднительных участках, приводятся с постепенным

возрастанием в них сложности решения. Однако, каждый раз пе­ ред тем, как приступить к расчетам путевых мероприятий на мно­ горукавном участке, следует убедиться в наличии полной увязки отметок бытовой свободной поверхности воды во всех створах д</

.пения и соединения потока. При необходимости такую увязку мо>^- ио осуществить за счет изменения коэффициента шероховатости; в

рукавов двух запруд, особенности расчета которых полностью со­ храняются и при большем их числе.

Как известно, в состав гидравлического расчета запруд входит построение свободной поверхности по судоходному и несудоходным рукавам при заданном перераспределении расходов.

Порядок расчета по определению отметок свободной поверхно­ сти верхних и нижних бьефов для принятых запруд заключается в следующем:

1. В рукавах 3, 12, 10, 9 и 8 назначаются или определяются рас­ четом (подбором) расходы воды и створы запруд.

2.Принимая отметку уровня воды в самом нижнем сечении уча­ стка, что и в бытовом состоянии, определяем посредством, напри­ мер, графиков z=f(Q2IK2) [31] отметки горизонтов воды в назна­ ченных гидростворах при проектных условиях.

3.Вычисляются отметки нижних и верхних бьефов у запруд в рукавах 3, 12, 10 и 9 в следующем порядке:

а) при определении отметок верхних бьефов кривые свободной

б) при определении отметок нижних бьефов кривые свободной поверхности следует строить от сечений главного русла, т. е. or се­

Женйй б, производим известный гидравлический расчет запруд, а результате которого определяются отметки их гребней.

2-й случай. В нем не перекрывается запрудой всего лишь один несудоходный рукав того же многорукавного участка (рис. 86,б). Ход решения здесь получает некоторую аналогию с методом расче­ та спрямления и заключается в следующем:

1. Выбираются несудоходные рукава, в которых проектируются запруды ;(рукава 3, 12, 10 и 8), оставляя один несудоходный рукав

внеперекрытом состоянии (рукав 9-й).

2.Назначаются или определяются расчетом расходы в несудо­ ходных рукавах, в которых проектируются запруды. Допустим, ра­ счетные расходы получили значения:

к а главное русло и неперекрытый несудоходный рукав — Q'='Qo~-

-Q3' - Qi2' - Qio'- Q 8 '=2980 - 800=2180 м3/сек.

5.Устанавливается базисное сечение ниже всего узла. В каче­ стве такого сечения принимается сечение 13 с отметкой, например,

ляем перепады уровней на запрудах в тех рукавах, в которых они запроектированы. Получив для всех рассматриваемых запруд от­ метки верхних и нижних бьефов, можно приступить к расчету отме­

3-й случай. В нем рассматривается проектирование нескольких запруд в несудоходных рукавах, с сохранением двух смежных рука­ вов многорукавного русла'в неперекрытом состоянии (рис. 8 6 , 0 ) . Порядок расчета при этом оказывается следующим:

1. Выбираются два рукава, которые не перекрываются запруда­ ми (9-й и 10-й рукава), а, в оставшихся несудоходных рукавах 3, 12 и 8 назначаются створы запруд.

2. Назначаются или определяются расчетом расходы в перекры­ ваемых запрудами рукавах. Расчетные расходы в перекрываемых

3.Определяется суммарный расход воды в перекрываемых ру­

кавах.

Со б щ п е р р у к = 7 0 0 Л 4 3 / с Є К .

4.Определяется остальная часть общего расхода в русле

<?2 '"=600 м3/сек.

6. Дл я каждого из 3-х расходов п. 5 определяется подбором рас­ пределение расходов воды между 9 и 10 рукавами и находятся соот­

рераспределение между 9-м и 10-м рукавами следующей его части, равной Д Q' = 10.80-400 = 680 м3/сек; при расходе в сечений 47 Q 2 " =

трех принятых расходов (рис. 87), которые будем именовать задан­ ными (рис. 88).

, Далее, при установленных (заданных) значениях расходов в 9 и 10 рукавах строим свободную поверхность от /5-го сечения до 1-го и от 47-го до 29-то. В результате получаем новые отметки в сечении

истинные данные о распределений расходов по всему рассматривае­

Рис. 87. Графический расчет предварительного распределения расходов воды между 9-м и 10-м рукавами

Следует обратить внимание на то, что определение отметок ниж­ него и верхнего бьефов у запруд в рукавах 3 и 12 осуществляется в следующем порядке:

а) при определении отметок верхних бьефов запруд в 3-м и 12-м рукавах кривые свободной поверхности следует строить от сечений правобережных проток, т. е. от сечений 40 и 33;

б) при определении отметок нижних бьефов этих запруд кри­ вые свободной поверхности следует строить от сечений глазного русла, т. е. от сечений 43 и 36.' .

4-й случай. В яем рассматривается ( П р о е к т и р о в а н и е запруд в не­ судоходных рукавах с сохранением двух несмежных рукавов мно­

ваемых рукавах. Расчетные расходы приняты одинаковыми с пре­ дыдущим случаем, а именно:

Затем задача сводится, как и прежде, к рассмотрению двух смежных рукавов 11-то и 12-го с целью установления истинного рас­ пределения расходов воды между ними и, следовательно, для оцен­

Рис. 88. Итоговый график распределения расходов воды между 9-м и 10-м рукавами '

уровня воды в сечении 37. Расчет ведется аналогично предыдущему случаю графическим способом (см. рис. 89).

В итоге получаем следующее распределение расходов воды:

Q12" и Qg"'строятся кривые свободной поверхности и определяются

мому узлу, можно перейти к определению отметок верхнего и ниж­ него бьефов у запруд в перекрываемых рукавах. Порядок построе­ ния кривых свободной поверхности по главному руслу и Ладейской

запрудой. Кроме того, запруда проектируется в несудоходном 12 ру­ каве (рис. 86, д).

Принцип расчета настоящей схемы размещения запруд, в основ­ ном, аналогичен ранее рассмотренному, поэтому часть расчетов, сделанных в предыдущих вариантах, здесь используется. Главное отличие этого случая от рассмотренных заключается в том, что в нем имеет место наличие двух со смежными неперекрываемыми ру­ кавами разветвлений. В частности, смежные 3-й и 13-й рукава верх­ него разветвления имеют в их истоках общее сечение 44, а смежные

'дами рукавов обязывает соблюдать определенный порядок расчета распределения расходов воды между смежными рукавами верхнего

д ы воды в них. Так, например, в качестве расчетных расходов во­