II. Рассчитать параметры разрушения гидроузла

1. Постановка задачи

Исходные данные для выполнения задания определяются по номеру варианта, выдаваемого студенту преподавателем. (Вариант 2)

Исходные данные:

Характеристика водохранилища и реки ниже плотины:

• объем водохранилища 60 млн.;

• ширина водохранилища перед плотиной 45 м;

• глубина водохранилища перед гидроузлом 40 м;

• глубина реки ниже плотины 3,2 м;

• форма русла параболическая;

• река равнинная с хорошо разработанным руслом, с узкими и средними поймами без больших сопротивлений;

• уклон дна 0,001.

Определить:

1. параметры волны прорыва на 45-м км участка реки;

2. время, в течение которого возможна эвакуация населения из поселка, если он расположен на удалении 25 км от гидроузла;

3. время использования для эвакуации деревянного моста, расположенного на удалении 30 км от гидроузла;

4. давление на фронтальные поверхности сооружений в поселке;

5. вид разрушения зданий в поселке.

2.Расчеты

2.1Расчет параметров волны прорыва

Определяем высоту волны прорыва в 0-м створе

где Н - глубина водохранилища перед гидроузлом,

глубина реки ниже плотины

Определяем время прохождения волны прорыва через створ разрушенной плотины

, где

А= 2

объем водохранилища,

параметр, характеризующий форму русла реки,

ширина водохранилища перед плотиной,

Н - глубина водохранилища перед гидроузлом

Т.к. форма русла параболическая, то параметр =1,25

= 2,34ч

Определяем время движения волны прорыва до 1-го створа:

, где

–расстояние до поселка, расположенного на удалении от гидроузла,

Определяем высоту волны прорыва в 1-м створе

Находим отношение времени движения волны прорыва до 2-го створа ко времени полного опорожнения водохранилища.

==1,07

Методом линейной интерполяции находим значение в таблице



Время прохождения волны прорыва через 1-й створ

Определяем параметры волны прорыва при ее движении по 2-му расчетному участку и во 2-м створе

Определяем высоту волны прорыва во 2-м створе

Время прохождения волны прорыва через 2-й створ

Определяем параметры волны прорыва при ее движении по 3-му расчетному участку и в 3-м створе

Определяем высоту волны прорыва в 3-м створе

Время прохождения волны прорыва через 3-й створ

2.2 Время, в течение которого возможна эвакуация населения из поселка, если он расположен на удалении 25 км от гидроузла

t=, где

S- расстояние от гидроузла до поселка,

U – средняя скорость движения волны прорыва

t==2ч

2.3 Время использования для эвакуации деревянного моста, расположенного на удалении 30 км от гидроузла

t=, где

S- расстояние от гидроузла до поселка,

U – средняя скорость движения волны прорыва

t==2,5ч

2.4 Давление на фронтальные поверхности сооружений в поселке

После достижения волной фронтальной стены на ее поверхность действует давление:

, где

–среднее гидростатическое давление, Па;

–гидродинамическое давление, Па.

–плотность воды, (1000);

–ускорение свободного падения, ;

- высота волны, м.

–коэффициент лобового сопротивления, 1,4;

–скорость потока, .

Скорость потока определяем по таблице «Средняя скорость движения волны прорыва»

Среднее гидростатическое давление в 1-м створе равно:

Среднее давление действующее на фронтальные поверхности в 1-м створе равно:

=137844138кПа

Среднее гидростатическое давление в 2-м створе равно:

Среднее давление действующее на фронтальные поверхности в 2-м створе равно:

=128926129кПа

Среднее гидростатическое давление в 3-м створе равно:

Среднее давление действующее на фронтальные поверхности в 3-м створе равно:

=122458122кПа