3.4 Классификация водосливов

По профилю водосливной стенки все водосливы можно разделить на три типа:

1. водосливы с тонкой стенкой

2. водосливы практических профилей

3. водосливы с широким порогом

По характеру сопряжения струи с нижним бьефом водосливы подразделяются на неподтопленные, когда уровень воды в нижнем бьефе не влияет на расход водослива, и подтопленные, когда уровень нижнего бьефа оказывает влияние на расход воды через водослив, обуславливая его снижение.

В зависимости от очертания гребня водослива в плане:

1. водосливы с прямым гребнем

• прямые водосливы, расположенные нормально к оси потока

• косые водосливы, расположенные под углом к оси потока

• боковые водослвы, расположенные параллельно оси потока

2. с непрямолинейным гребнем

• полигональные(ломаные)

• криволинейные

• замкнутые (кольцевые)

По форме выреза в стенке водосливы с тонкой стенкой подразделяются на

1. прямоугольные

2. треугольные

3. трапецеидальные

4. криволинейные (параболические и радиальные)

5. с наклонным гребнем

6. круглые

В зависимости от наклона водосливной стенки:

• с вертикальной стенкой

• с наклонной стенкой

В зависимости от степени свободы доступа воздуха под струю жидкости, перелившуюся через водосливную стенку:

• со свободным истечением когда в пространство под струей с боков обеспечен свободный доступ воздуха

• с несвободным истечением когда в подструйное пространство доступ воздуха затруднен

3.5 Гидравлический расчет каналов

1. При равномерном движении воды в каналах расход Q, м³/с, следует определять по формуле

,         (1)

где S - площадь живого сечения, м²;

v - скорость течения воды, м/с;

С - коэффициент Шези, м^0,5/с;

R - гидравлический радиус, м;

i - гидравлический уклон.

Для каналов с гидравлическим радиусом R £ 5 м коэффициент Шези следует определять, как правило, по формуле

,                                                   (2)

;                                  (3)

где n - коэффициент шероховатости, определяемый по таблицам

Допускается определять коэффициент Шези по формуле

.;                                   (4)

Для практических расчетов значение коэффициента Шези в формуле (2) допускается принимать по гидравлическим справочникам.

Для приближенных расчетов допускается использование формулы

.                                                 (5)

Для каналов с гидравлическим радиусом R > 5 м коэффициент Шези следует определять по каналам, работающим в аналогичных условиях.

2. При неравномерном движении воды в каналах необходимо определять соотношение бытовой h_о и критической d_cr глубин, при которых возможны кривые подпора или спада.

Критическую глубину d_cr, м, следует определять подбором по уравнению

,                                                                (6)

где S_cr - площадь живого сечения, соответствующая критической глубине, м²;

В_сr - ширина канала по урезу воды при критической глубине, м;

 a ¾ коэффициент, вводимый для учета кинетической энергии и равный 1,1;

Q - расход воды в канале, м³/с;

g - ускорение свободного падения, м/с².

Критическую глубину d_cr, м, для каналов трапецеидального сечения следует определять по формуле

d_cr = k d_crf,                                                  (7)

где k = 1 -  + 0,105s_n;                                        (8)

s_n = ,                                               (9)

d_crf - критическая глубина в условном прямоугольном сечении, ширина по дну которого равна ширине по дну рассчитываемого канала трапецеидального сечения, м;

b - ширина трапецеидального канала по дну, м;

m - коэффициент заложения откоса.

Критическую глубину в условном прямоугольном русле следует определять по формуле

,                                            (10)

где Q ¾ расход, равный расходу рассчитываемого канала трапецеидального сечения, м³/с;

a = 1,1.

Критический уклон i_cr, следует определять по формуле

,                                      (11)

где С_cr, - коэффициент Шези для канала с критической глубиной d_cr;

Х_cr - смоченный периметр канала при критической глубине, м;

остальные обозначения те же, что и в формуле (6)

Исходя из полученных значений d_cr и i_cr назначаются значения глубины наполнения и уклона дна канала.

Околокритический режим работы канала не допускается.

3. Параметры каналов с нестационарным движением воды при автоматизированном водораспределении следует устанавливать с у четом динамических характеристик автоматических регуляторов и потребителей.

Параметры нестационарного движения воды необходимо определять по специальным номограммам и графикам с окончательной проверкой методами численного интегрирования системы дифференциальных уравнений или приближенными инженерными методами, базирующимися на применении ЭВМ.