32.4. Исходная информация и результаты расчета по программе «Рома»

Для комплексного расчета по программе «Рома» требуется исходная информация - цифровая модель водотока и мостового перехода, требующая некоторой предварительной обработки и размещаемая в памяти компьютера в виде следующих файлов.

I. Файл названий и свойств объектов расчета

Данный файл содержит:

1. Название объекта.

2. Вид расчета, выбираемый из списка:

верховой мост;

низовой мост;

мост + мост;

ГЭС + мост;

русловая плотина + мост.

3. Вид расчета по используемой исходной гидрологической информации:

по серии типовых паводков;

по серии натурных паводков;

в условиях подпора.

4. Вид руслового расчета:

по среднему диаметру донных отложений;

пофракционный (по фактическому составу донных отложений).

5. Вид расчета по геологическому строению русла: однослойное строение русла;

двухслойное строение русла.

II. Основной файл исходных данных

В этот файл пользователь вводит:

1. Н_д - средняя высота (отметка) дна русловой части подмостового сечения (рис. 32.7) до размыва, м, которая определяется по формуле:

где (32.17)

РУВВ_р% - расчетный уровень высокой воды, м;

В_р - ширина русла под мостом до размыва, м;

В_рб - бытовая ширина русла (средняя на участке), м;

w_р - бытовая площадь живого сечения в русле, м².

Рис. 32.7. Схема к определению средней геодезической высоты (отметки) дна до размыва

2. d - средний диаметр донных отложений первого размываемого слоя, мм.

3. Н_г - средняя высота (отметка) геологического ограничения размыву или слоя грунта другой крупности, м.

4. d₁ - средняя крупность грунта второго геологического слоя, мм.

5. Н_п - средняя высота (отметка) поймы, м, определяемая по формуле:

где (32.18)

- сумма площадей живых сечений на пойме при РУВВ_р%, м²;

В₀ - ширина разлива реки в паводки, м;

В_р - ширина русла, м.

6. УМВ - условный уровень меженних вод, м, принимаемый равным уровню межени типового водомерного графика паводка, но не ниже УМВ ³ [h_p(a_р - 1) + Н_д], где

h_p - средняя глубина в русле при уровне УВВ_Q;

a_р - коэффициент формы русла (см. далее п. 33).

7. В₀ - ширина разлива реки в паводки, м.

8. В_рб - бытовая ширина русла, определяемая как среднее арифметическое нескольких измерений ширины русла на исследуемом участке долины реки, м.

9. I_б - бытовой уклон свободной поверхности, равный уклону долины в месте перехода.

10. УВВ_Q - уровень высокой воды, при котором известно распределение общего расхода между элементами живого сечения долины - руслом и поймами, м.

11. Q - общий расход при УВВ_Q, м³/с.

12. Q_рб - русловой бытовой расход при УВВ_Q, м³/с

13. УВВ_T - уровень высокой воды типового водомерного графика паводка при выполнении расчетов по серии типовых паводков, м.

14. t_пд - время подъема типового паводка, сут.

15. t_пв - продолжительность типового паводка, сут.

16. «0» графика - высота «0» графика по оси перехода, м.

17. L_M - отверстие верхового моста в свету, м.

18. L_вх - ширина входного сечения в зону, охватываемую струенаправляющими дамбами, м.

19. X - расстояние от границы разливало середины моста со стороны малой поймы, м (рис. 32.8).

Рис. 32.8. Схема к определению зон влияния пойм разной ширины

20. l_д - длина зоны, охватываемой струенаправляющей дамбой верхового моста, м.

21. l_р - длина зоны растекания за верховым мостом, м. Определяется одним из следующих способов:

по приближенной формуле:

где (32.19)

l_мп, l_бп - ширина малой и большой пойм, соответственно, м;

по результатам теоретического построения планов течения на, мостовом переходе;

на основе результатов моделирования в гидравлических лотках, либо по данным натурных наблюдений на ближайших существующих мостовых переходах.

22. L_мн - отверстие низового моста в свету, м.

23. L_вхн - ширина входного сечения в зону, охватываемую струенаправляющими дамбами низового моста, м.

24. X_н - расстояние от середины моста до границы разлива со стороны той же, что и для верхового моста поймы, м (см. рис. 32.8).

25. l_дн - длина зоны, охватываемой струенаправляющими дамбами низового моста, м.

26. l_рн - длина зоны растекания потока за низовым мостом, м.

Определяется одним из способов, изложенных в п. 21.

27. l_б - длина исследуемого участка реки ниже зоны растекания, м.

Назначается пользователем в зависимости от целей расчета, но не менее l_б ³ l_р.

28. l - расстояние от входного сечения в зону, охватываемую струенаправляющими дамбами низового моста, до низовых струенаправляющих дамб верхового моста, либо до створа плотины, м (см. рис. 32.3,а).

29. п - показатель степени, характеризующий закон растекания сжатого потока за мостом (рис. 32.9).

Рис. 32.9. Возможные схемы растекания потока за мостом

Значение п в пределах от 0,6 до 2,0 принимают тем большим, чем меньше ширина разлива, меньше шероховатость пойм и чем больше глубина их затопления. Значения п в каждом случае могут быть уточнены теоретическим построением планов течений в нижних бьефах мостовых переходов, данными моделирования в гидравлических лотках, а также по результатам натурных наблюдений. Обычно принимают для равнинных рек n = 0,75.

30. Dl - расчетный интервал длины, м.

Принимают равным не более Dl £ (0,1-0,125)l_сж , где l_сж - длина зоны сжатия потока перед мостом, принимаемая равной l_сж = 0,5l_р. Длина зоны растекания потока за мостом l_р определяется по формуле (32.19).

31. Dt - расчетный интервал времени, сут. Принимают равным не более Dt £ 0,33 сут.

Значения Dt принимают обязательно кратными 1 суткам (0,333..., 0,25, 0,1666... и т.д.). Предпочтительным является интервал времени в пределах Dt = 0,1 - 0,25 сут. Если в зоне растекания потока появляются всплески отметок дна (рис. 32.10), либо если происходит зацикливание счета, интервал времени Dt t следует уменьшать до тех пор, пока всплески не исчезнут.

Рис. 32.10. Всплески отметок дна в зоне растекания при преувеличенных расчетных интервалах времени

Расчетный интервал времени следует принимать тем меньшим, чем меньше длительность паводка, чем больше стеснен поток и чем мельче переносимые рекой наносы.

32. a_n - коэффициент поймы (отношение средней из наибольших глубин на пойме в пониженных местах к средней глубине на всей пойме), считая от УВВ_Q (рис. 32.11).

33. a_p - коэффициент формы русла (отношение максимальной глубины русла к средней), считая от УВВ_Q (см. рис. 32.11).

Рис. 32.11. Продольный профиль по оси мостового перехода

34. K_n - количество рассчитываемых паводков.

В зависимости от видов производимых расчетов, некоторые из перечисленных выше значений определяются программой автоматически.