7. Определение высоты затвора регулятора

Округлив значение, получаем

2. Конструирование и расчет подводящего канала

Для подвода воды к входному оголовку берегового водосброса используем подводящий канал с нулевым уклоном дна. Сопряжение канала с регулятором выполним в виде обратных стенок.

Ширина канала по дну определяется по формуле:

где: – длина сопрягающего участка между каналом и регулятором.

θ – угол отклонения обратной стенки от продолжения стены регулятора. Принимаем θ = 10º.

Высота канала равна высоте гребня регулятора:

Для данных характеристик канала скорость подхода воды вычисляется по формуле:

где: – площадь живого сечения канала. Для трапецеидального русла определяем по формуле:

, (3.17)

– коэффициент заложения откосов канала. По таблице 3.6 [1] принимаем для среднезернистого песка: m_к = 1.5.

Сравниваем значение полученной скорости в канале с допустимым значением скорости на размыв. По таблице П29.2 из приложения П31 [1] для среднезернистого песка = 0.67 м/с

Вывод: так как скорость в канале больше допустимой скорости на размыв, необходимо предусмотреть дополнительное крепление (облицовку) подводящего канала.

3. Проектирование транзитной части водосброса

Для проектирования сопрягающего участка водосброса построим топографический разрез местности по оси транзитной части (Рис. 3.3). Исходя из условия топографии, зададим наклонную поверхность дна. Таким образом, уклон сопрягающего сооружения определяется по формуле:

где: – отметка начала быстротока, равная отметке дна регулятора;

– отметка конца быстротока;

– длина горизонтального положения быстротока,

Так как уклон транзитной части больше , для дальнейшего проектирования используем сопрягающее сооружение в виде быстротока.

4. Гидравлический расчет и конструирование лотка водосброса в пределах транзитной части

Лоток быстротока выполним из сборного железобетона прямоугольным поперечным сечением.

1. Построение кривой свободной поверхности на транзитной части водосброса

Для назначения высоты стенок и оценки гидравлического режима течения потока на быстротоке найдем изменение глубин по длине лотка быстротока, что достигается путем построения кривой свободной поверхности потока.

Будем считать, что глубина на быстротоке будет изменяться от критической глубины в его начале до нормальной глубины.

2. Определение глубины в начале транзитной части

Так как уклон быстротока больше критического, следовательно, в его начале устанавливается критическая глубина, для прямоугольного сечения определяется по формуле:

где: =1.10 – коэффициент, учитывающий распределение скоростей по сечению;

- удельный расход на быстротоке;

– угол наклона к горизонту лотка быстротока. Так как уклон меньше 0.15, принимаем ;

– ширин быстротока, принимаемая равной ширине регулятора

На практике при уклоне быстротока больше 0,1 на расстоянии более глубина практически не отличается от нормальной. В данном курсовом проекте примем изменение глубины от критической до нормальной, подчиняющееся линейному закону.

3. Определение нормальной глубины потока на быстротоке

Определим нормальную глубину потока из формулы Шези:

где: - площадь живого сечения потока

R - гидравлический радиус, R = ;

χ – смоченный периметр лотка, χ = ;

С – коэффициент Шези, С = ;

n – коэффициент шероховатости дна и стенок быстротока. Для бетона примем n = 0,017;

Как видно из пояснений, нормальная глубина входит в уравнение Шези неоднократно. Следовательно, задачу решаем графоаналитическим способом.

Для упрощения расчетов заменим константы уравнения коэффициентом:

Тогда определяется из зависимости от:

, (3.22)

Расчет сводим в Таблицу 3.1.

Результаты расчета наносим на график, изображенный на Рисунке 3.4.

Рисунок 3.4. Зависимость глубины h от коэффициента k

По графику принимаем нормальную глубину быстротока