2.4. Гідравлічний розрахунок донних промивних галерей

Донні промивні галереї розраховуються як трубчасті споруди за формулою:

,

де μ - коефіцієнт витрати, що визначається нижче;

b_ГАЛ - ширина промивної галереї;

h_ГАЛ - довжина промивної галереї;

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

Розміри галерей визначаються із двох умов:

1. , де d_mах – максимальний розмір каменю приведеного до шару. Приймаємо d_mах = 0,25 м.

2.

Приймаємо такі габаритні розміри наносоперехоплюючої галереї:

b_ГАЛ = 0,7 м, h_ГАЛ = 1,00м.

Визначаємо коефіцієнт витрати за формулою:

,

де ζ_вх - коефіцієнт опору на вході в галерею, який приймається згідно з [2, ст.234], приймаємо ζ_вх = 0,6;

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

,

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

l_ГАЛ - довжина наносоперехоплюючої галереї, що визначається з плану і рівна 30 м;

R - гідравлічний радіус, що визначається за формулою:

.

Тоді:

Різниця рівнів води ВБ і НБ з врахуванням швидкості підходу, що визначається за формулою:

,

де ↓РВНБ_МАХ – рівень води в НБ при Q = Q_1%=310 м³/с, тоді ↓РВНБ_МАХ=142,180 м;

↓ФПР – форсований підпірний рівень, що дорівнює значенню:

;

– швидкість води у ВБ (з огляду на її малість нею можна знехтувати)

148,405–142,180=6,22

Число галерей визначається із таких умов:

На основі аналізу наведених вище умов, оскільки розміри галерей не повинні перевищувати розмірів 0,7×1,0 м, то приймаємо 3 промивних галереї з розмірами 0,7×1,0 м з витратою 4,53 м³/с кожна.

Визначаємо дійсну швидкість руху води в галереї за формулою:

.

Перевіряємо чи отримана швидкість задовольняє умови руху води в галереї:

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

3. Магістральний канал

3.1. Гідравлічний розрахунок магістрального каналу

Магістральний канал служить для подачі води від водозабірної споруди до розподільного вузла регуляторів (водорозподільника). Визначення поперечних розмірів і гідравлічних елементів каналу виконується із умови його нерозмиваємості по витраті весняно-літнього періоду по відомим формулам гідравліки. При цьому глибина води в магістральному каналі приймається рівною глибині води на порозі водозабірної споруди

Для запроектованого каналу будується графік залежності витрат води від глибини в каналі .

h = h_n=h_cm-z = 2,4 – 0,25 = 2,15 м

Канал кріпимо бетонними плитами. Приймаємо допустиму розмиваючу швидкість 2,2 м/с.

Площа каналу:

Визначаємо ширину каналу по дну:

м

Розраховуємо площу живого поперечного перерізу потоку,

.

Визначаємо змочений периметр,

.

Знаходимо гідравлічний радіус,

.

Знаходимо коефіцієнт Шезі,

.

Розраховуємо уклон дна каналу і приймаємо його постійним,

.

Визначаємо швидкість води в каналі,

.

Знаходимо витрату води в каналі,

.

Результати розрахунку зводимо в таблицю 1.

Таблиця 1

hk	bk	ω	χ	R	C	i	V	Q
1,35	2,5	6,11	6,77	0,90	39,32		1,70	10,41
1,55	2,5	7,48	7,40	1,01	40,07		1,84	13,74
1,75	2,5	8,97	8,03	1,12	40,74		1,96	17,61
1,95	2,5	10,58	8,67	1,22	41,35		2,08	22,05
2,15	2,5	12,31	9,30	1,32	41,91	0,002	2,20	27,08
2,30	2,5	13,69	9,77	1,40	42,31		2,28	31,26