2.5. Быстроток

Быстротоком называется русло с уклоном дна более критического.

Гидравлический расчет быстротока сводится к расчету входной части, лотка быстротока и выходного участка

Часто входной участок быстротока устраивается более узкий, чем подводящее русло. В этом случае расчет ее ведется по формулам водослива с широким порогом (рис.2.10а,б) или водослива практического профиля (рис.2.10в). Исходя из условий поддержания в верхнем бьефе заданной глубины h. определяется ширина лотка быстротока

(2.30)

где ( -скорость подхода к водосливу);

m - коэффициент расхода водослива.

55

Рис.2.10. Типы входных участков быстротоков

Ширина прямоугольного лотка быстротока гидравлически наивыгоднейшего сечения определяется по формуле Ю.Н.Даденкова [4]

(2.31)

Если входная часть быстротока устраивается такого же сечения, как и лоток быстротока, глубина в конце входной части(на изгибе) принимается равной критической. Если нормальная глубина на быстротоке то по данным В.А.Большакова глубина на изгибе [4].

Расчет лотка быстротока сводится к определению глубины в конце быстротока и построению кривой спада. Параметры кривой спада определяются по зависимостям неравномерного установившегося движения (см. раздел 1).

Если длина кривой спада от начала быстротока до глубины нормальной на быстротоке окажется меньше длины быстротока, то необходимо определить глубину в конце быстротока.

При больших скоростях поток на быстротоке аэрирует, что приводит к увеличению глубины. Учет аэрации потока, также вопросы применения в лотке повышенной шероховатости рассмотрены в специальной литературе.

56

Быстроток сопрягается с участком канала, уклон которого меньше критического. На этом участке возникает гидравлический прыжок. Местоположение этого прыжка зависит от уклона отводящего канала. Для уменьшения длины сопрягающего участка на выходе из быстротока устраивают водобойное сооружение (колодец или стенка).

При отсутствии водобойного сооружения местоположение гидравлического прыжка устанавливается как в случае резкого изменения уклона дна канала ( см. раздел 1).

Расчет водобойных колодцев на выходных участках быстротоков имеет некоторые особенности.

Если колодец устраивается с уступом типа перепада, то необходимо определить глубину на стенке падения, построив кривую спада. Дальнейший расчет не отличается от традиционного (см. выше). Длину таких колодцев определяют по формуле

(2.32)

При больших продольных уклонах (0,25...0,40) водобойный колодец устраивается по схеме показанной на рис.2.11 [3].

Рис.2.11. Схема водобойного колодца

В этом случае определяют глубину в конце быстротока и находят сопряженную с ней глубину . Тогда глубина водобойного колодца будет равна:

а) с учетом перепада на выходе из колодца

(2.31)

б) без учета перепада

(2.32)

Длину водобойного колодца в этом случае определяют только как длину подпертого гидравлического прыжка.

57