Курсовой проект Проектирование бетонной водосливной плотины по гидротехническим сооружениям

2.4Расчёт сопряжения потока в нижнем бьефе

При протекании воды через водослив вследствие падения струи скорость потока возрастает и достигает наибольшего значения непосредственно за водосливом в так называемом сжатом сечении. Глубина в сжатом сечении непосредственно влияет на установление формы сопряжения бьефов и поэтому имеет важное значение для дальнейшего расчёта.

Определяем критическую глубину:

(2.19.)
Определяем полную удельную энергию в сечении перед водосливом:

Относительная удельная энергия сечения в верхнем бьефе:

По графику М.Д. Чертоусова в зависимости от коэффициента скорости и определяют и . =0,16 , =3,5
Отсюда, сопряжённые глубины:


(2.22.)


(2.23.)

Глубина в НБ при = (м³/с), h_НБ = 1,3 м, следовательно, прыжок отогнанный (h_c^’’> h_НБ).

Отогнанный прыжок за плотиной не допускается, и проектируется сопряжение бьефов по типу затопленного прыжка. Для этого необходимо создать с нижнем бьефом соответствующую глубину или погасить часть избыточной энергии с помощью гасителей энергии водобойная стенка ,водобойный колодец ,комбинированный метод . Так же практикуется метод гашения энергии воды как отброс струи. Для гашения энергии воды рассчитаем отброс струи.

2.5 Расчет параметров принятых гасителей

Гидравлический расчет носка-трамплина.

Так как струя, сходящая с носка-трамплина, отлетает на некоторое расстояние от водосброса, а затем гасится при падении в воду, то необходимо обеспечить такую дальность отброса, чтобы выполнялось условие устойчивости водосливной плотины и других ГТС:




(2.24)
где:

Коэффициент аэрации можно определить, зная число Фруда:

(2.25)
где: – скорость потока на носке; – высота потока воды на носке.
(2.26)


(2.27)
где q – удельный расход на водосливе; q 6.62 м²/с.

Fr < 35
Fr ≥ 35

Глубину ямы размыва рассчитывают по формуле:

(2.28)

где определяется по следующей формуле:

8.09 м. (2.29)


Проверка достаточности отлета:
, где Za = НПУ – НБ.

Расстояние от плотины до центра ямы размыва определяют по формуле:

(2.30)
где – угол входа струи в воду

(2.31)
где a – высота уступа над дном; a=40.1-36.6=3.5м.

Длина горизонтального участка ямы размыва вдоль течения на уравнение размытого русла равна:

Уклон верхового откоса ямы размыва может быть принят 1:2,2, уклон низового откоса 1:1,5.