1.4.1. Пример расчета

Исходные данные.

Выполнить расчет водоотводного канала, состоящего из 3 участков, и пропускающего расход Q = 9 куб.м/с. Канал трапецеидального поперечного сечения с одернованными стенками и земляным дном (коэффициент шероховатости 0,03), ширина по дну 1,3 м; заложение откосов 1,5. Уклон 1-го участка - 0,003; 2-го - 0,005; 3-го - 0,020.

Решение

1. Определяем значение расходной характеристики для каждого участка канала - . По заданию Q= 9 куб.м/с. Результаты расчетов сведем в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Характеристики	1 участок	2 участок	3 участок	1 участок
Уклон	0,003	0,005	0,020	0,003
.	164,316	127,279	63,64	164,316

Зададимся рядом значений глубин потока h1, h2 , ..., hn, для которых рассчитываются значения расходных характеристик K1 , K2 , ..., Kn,

Для определения значений коэффициента Шези используем формулу Маннинга. Результаты расчетов приведены в табл. 1.3

Таблица 1.3

Глубина потока	Площадь живого сечения	Смоченный периметр	Гидравличес-кий радиус	Коэффи-циент Шези	Расходная характе-ристика
0,50	1,025	3,102	0,330	27,704	16,321
0.75	1,818	4,004	0,454	29,217	35,813
1,00	2,80	4,905	0,570	30,353	64,210
1,25	3,968	5,807	0,683	31,280	102,632
1,50	5,325	6,708	0,794	32,072	152,160
2,00	8,60	8,511	1,010	33,391	288,660

26

Рис.1.13. График зависимости расходной характеристики от

глубины потока

По этому графику находим величины нормальных глубин на всех участках канала:ho1=1,55 м; ho2= 1,38 м; ho3= 1,0; ho4=1,55 м

2.Определение критической глубины и уклона

Критическая глубина hк сечения определяется из основного уравнения критического состояния потока :

где к - площадь сечения потока при глубине, равной критической, м ;

Bк - ширина русла по свободной поверхности потока при той же глубине, м;

 - коэффициент кинетической энергии, обычно принимаемый равным 1,1;

g - ускорение силы тяжести, м/с .

Для русл произвольного поперечного сечения критическая глубина может быть определена подбором.

Перепишем уравнение (2) для условия - трапециидальный канал

; = =1,009;

Подбором получаем = 1,16 м

Критический уклон Iк, т.е. уклон дна русла, при котором глубина равномерного движения (нормальная глубина hо) равняется критической глубине hк , определяется по формуле:

27

= =1,3+2*1,16* =5,482 м.

= 30,966 м / c ;

Bk= = 1,3+2*1,5*1,16= 4,78 м.

Подставляя полученные значения в формулу, получаем Ik = 0,009.