12.Как создать водный поток в гидравлическом лотке, соответствующий меженнему руслу лесосплавной реки на перекате?

13.Возможен ли лесосплав на перекате?

14.Каково устройство и принцип действия струенаправляющего сооружения?

15.В каких диапазонах регулируются исследуемые параметры струенаправляющего сооружения?

16.Какие параметры водного потока соответствуют меженнему руслу лесосплавной реки на перекате?

17.Как измерить параметры: водного потока, сплавляемых лесоматериалов, выправительной трассы, струенаправляющего сооружения?

18.Как пересчитать экспериментальные данные замеров на натуру?

19.Как измерить поперечную скорость циркуляции потока?

20.Как измерить на перекате поверхностные скорости течения?

21.Пояснить на графике физическую сущность зависимости υп=f1(α),

υп=f2(L).

22. По каким критериям моделируется процесс регулирования переката струенаправляющими сооружениями?

4.2. Изучение влияния расчистка русла на режим потока порожистого участка

Цель работы. Изучить влияние расчистки русла порожистого участка лесосплавной реки от крупных камней на режим речного потока и его лесопропускную способность.

Общие сведения. Порожистый участок лесосплавной реки характеризуется наличием россыпи камней различных размеров, малыми глубинами, значительными скоростями течения и слабо размываемым руслом. Регулирование порога производится путем расчистки русла от нагромождения крупных камней с целью обеспечения необходимых для лесосплава глубин воды, а также упорядочения направлений чрезмерно больших скоростей течения в меженний период навигации (рис.4.6).

Расчистка русла реки от крупных камней вызывает: 1) снижение отметки расчетного дна; 2) уменьшение сопротивления движению воды, а следовательно, увеличение скоростей течения и снижение уровней воды; 3) уменьшение минимального лесосплавного расхода.

Эффект от расчистки порожистого участка реки оценивается коэф-

Минимальные лесосплавные расходы в естественных условиях поро-

где bе, bр, hе, hр – ширины и глубины порожистого участка до и после расчистки, м; υе, υр – скорости течения воды на порожистом участке до и после расчистки, м/с

Рис.4.6. Регулирование порожистого участка лесосплавной реки методом расчистки русла

79

Исследования А.Я. Слабодкина [16] показали, что эффективность расчистки зависит от размера убираемых камней h, среднего расстояния между ними l и относительной ширины полосы расчистки ε= bр/ bе (см.

рис. 4.6)

Наибольший эффект расчистки русла лесосплавной реки достигается при ε=0,25…0,5.

Лабораторное оборудование и инструменты. Экспериментальная установка (рис. 4.6) состоит из большого гидравлического лотка размерами 8х2х0,4 м, модели порожистого участка размерами 2х2 м, моделей сплавляемых бревен, измерительных приборов (секундомеров, мерных линеек, мерной штанги), поверхностных поплавков, сухих древесных опилок. Гидравлическая схема экспериментальной установки приведена на рис. 2.1, а описание дано в предыдущей лабораторной работе (4.1). Модели порожистого участка выполнены из гравия различной крупности, который укладывается на координатную сетку в расчетном створе гидравлического лотка. Разработанные модели порожистого участка позволяют варьировать исследуемые параметры в широком диапазоне: 0,05≤h≤1 м; 0,1≤l≤2 м; 0≤ bр/ bе≤1.

Порядок проведения работы.

1.В гидравлическом лотке создать порожистый участок сплавной реки заданных размеров в масштабе λ=10 (см.рис.4.6)

2.Провести пробный проплав круглых лесоматериалов через порожистый участок.

3.Замерить параметры порожистого участка, сплавляемых лесоматериалов, выправительной трассы и пересчитать данные замеров на натуру

(табл. 4.6).

4.Определить по формулам (1)…(7) параметры выправительной трассы на порожистом участке (см. табл. 4.6)

Таблица 4.6

Параметры порожистого участка, сплавляемых лесоматериалов, выправительной трассы

5. Замерить в районе порожистого участка лесосплавной реки до и после расчистки поверхностные скорости течения поплавками, определить среднюю поверхностную скорость и пересчитать ее на натуру

(табл. 4.7).

6.Провести регулирование порожистого участка лесосплавной реки путем расчистки русла от нагромождения крупных камней заданных размеров и периодически вести измерения регистрируемых параметров

(табл. 4.8).

7.По водомерному стеклу 3 (см. рис.2.1) измерить для каждого опы-

та напор воды на водосливе Томпсона He и определить по тарировочному графику (см. рис. 2.2) расход воды на порожистом участке (табл. 4.8).

8.Для каждого исследуемого случая изучить характер растекания водного потока на порожистом участке при помощи сухих древесных опилок и зарисовать их схемы.

9.Организовать лесосплав на порожистом участке лесосплавной реки после его расчистки. Сравнить условия лесосплава до и после расчистки русла от крупных камней.

Обработка экспериментальных данных

1.Пересчет лабораторных данных (см. табл.4.7) на натуру проводится по формулам (4.10).

81

Таблица 4.8

Регулирование порожистого участка реки путем расчистки русла от крупных камней

2.Средняя поверхностная скорость потока на порожистом участке (см. табл.4.7) определяется по формулам (4.12), (4.13), а средняя скорость потока по живому сечению – по формулам (4.14), (4.15)

3.Минимальные лесосплавные расходы (см. табл.4.8) до и после расчистки русла порожистого участка от крупных камней вычисляются по формулам (4.19), (4.20).

4.Эффект от расчистки порожистого участка (см. табл.4.6) определяется по зависимости (4.21).

5.По данным замеров (см.табл.4.8) строится график зависимости

φ=f1(l), φ=f2(h), φ=f3(bр/bе) (рис. 4.7).

φ

l, h, м bр/bе

Рис. 4.7. Графики зависимости φ=f(l, h ,bр/bе).

Сделать выводы по лабораторной работе.

82