5. Розрахунок промивних галерей

Донні промивні галереї розраховуються як трубчасті споруди,що працюють в напірнму режимі, за формулою:

(1.19)

де - коефіцієнт витрати, що визначається нижче;

- ширина промивної галереї;

- довжина промивної галереї;

Z₀ - різниця рівнів води ВБ і НБ з врахуванням швидкості підходу, що визначається за формулою:

(1.20)

де - відмітка максимального рівня води в нижньому б’єфі, яка знаходиться за формулою

(1.21)

де - глибина води в річці при витраті Q=Q_1%=350 м³ /c, визначається по кривій Q=f(h) (вих. дані) =3,2 м;

↓ФПР - форсований підпірний рівень, попередньо призначаємо:

↓ ФПР =↓НПР + (0,3...0,5) = 598,25 + 0,5 = 598,75 (м); (1.22)

Тоді:

Розміри галерей визначаються із двох умов:

1. b_ГАЛ, h_ГАЛ≥ 2 ∙d_макс = 2 ∙ 0,25 = 0,50 (м) ,

де d_макс- максимальний розмір каменю приведеного до шару. За вихідними даними d_макс = 0,25 м.

2. b_ГАЛ, h_ГАЛ≥1,0 м.

Приймаємо такі габаритні розміри наносоперехоплюючої галереї:

b_ГАЛ =1,0 м, h_ГАЛ = 0,6 м.

Визначаємо коефіцієнт витрати за формулою:

, (1.23)

де - коефіцієнт опору на вході в галерею, який приймається згідно з [2, ст.234], = 0,3-для незначних округлених вхідних кромок;

- коефіцієнт опору по довжині, значення якого визначається за формулою:

, (1.24)

- приймається в межах (0,08...0,10) м, приймаємо = 0,1 м;

- довжина наносоперехоплюючої галереї, рівна 12 м;

R - гідравлічний радіус, що визначається за формулою:

(1.25)

Тоді: ;

;

Число галерей визначається із таких умов:

N_ГАЛ ≥ 2-воно повинно бути не менше двох;

N_ГАЛ=N_{Прогонів} –узгоджується із кількістю прогонів.Приймаю n_гал=3шт.

Витрата через всі галереї:

Визначаємо дійсну швидкість руху води в галереї за формулою:

(1.26)

Перевіряємо чи отримана швидкість задовольняє умови руху води в галереї:

Оскільки усі умови виконуються, то геометричні розміри промивних галерей підібрані правильно.

2. Гідравлічний розрахунок комбінованої водозливної греблі

При влаштуванні водозаборів до складу їх споруд обов'язково входять водоскидні споруди. В якості таких споруд можуть влаштовуватися щитова водозливна гребля або комбінована водозливна гребля, яка включає щитову і автоматичну водозливну греблю.

Щитова гребля призначена для скидання частини паводкової води в НБ, здійснення скидання донних наносів від водозабірних прогонів, здійснення корисних пропусків в НБ.

Автоматична водозливна гребля забезпечує скид другої частини паводкової витрати, скид шуги, плаваючих предметів.

2.1. Гідравлічний розрахунок щитової водозливної греблі

Щитова водозливна гребля представляє собою низьконапірну бетонну плиту, яка виступає над дном річки і поріг такого водозливу влаштовується на відмітці дна наносоперехоплюючих галерей водозабору або нижче їх.

Рис. 2.1. Схема до гідравлічного розрахунку щитової водозливної греблі

2.1.1. Основний розрахунковий випадок

Визначаємо довжину водоскидного фронту щитової греблі

(2.1)

де - питома витрата, яка залежить від виду ґрунту основи греблі. Оскільки ґрунти в основі греблі –нескельні, то приймаємо =9 м²/с;

- розрахункова повенева витрата для основного розрахункового випадку, .

Отримане значення довжини водоскидного фронту ділимо на шість прогони довжиною по 4 м. Тоді довжина водоскидного фронту буде рівна

В₁= 4∙6=24,0 (м).

Визначаємо напір на порозі греблі із рівня пропускної спроможності

(2.2)

де - коефіцієнт бокового стиснення потоку, що приймається в межах 0,9.. .0,95, приймаємо = 0,95;

- коефіцієнт витрати, =0,49;

- коефіцієнт підтоплення, . Попередньо приймаємо =1,0

Визначаємо відмітку порогу щитової греблі за формулою:

↓пор. щит.гр=↓НПР- =598,25-3=595,2(м). (2.3)

_{-стандартне значення =3 м.}

Визначаємо відмітку рівня води в нижньому б’єфі

↓РВНБ^осн=↓дна річки + h_НБ(Q_5%)=590,75+3,0=593,75 (м), (2.4)

де h_НБ(Q_5%) – глибина в нижньому б’єфі, яка знімається з графікаQ=f(h) для русла при 5% витраті води в річці,h_НБ(Q_5%)=3,0 м.

Визначаємо глибину води на порозі греблі з боку нижнього б’єфу за формулою

h_n = ↓РВНБ^осн- ↓пор. щит.гр=593,75-595,2=-1,45 (м). (2.5)

h_n<0,тобто підтоплення греблі з боку НБ немає.

_{Коефіцієнт підтоплення}

При прийнятій кількості прогонів перевіряємо коефіцієнт бокового стиснення за формулою:

Умова пропуску виконується.Пропускна спроможність забезпечена.

Прийнята стандартна висота отвору _{=3 м.}

Відмітка порогу щитової греблі:

↓пор. щит.гр=↓НПР- =598,25-3=595,25(м).