4. Оценка влияния аэрации на глубину потока в пределах транзитной части

При движении воды по быстротоку, поток захватывает часть воздуха и аэрируется, что приводит к увеличению глубины. Для определения наличия аэрации найдем число Фруда:

где: – скорость в конце быстротока,

Полученное число Фруда больше 40, следовательно, в потоке возникает самоаэрация.

Глубина аэрированного потока определяется по формуле:

, (3.24)

где: - критическая скорость начала аэрации, определяемая по формуле Войнича – Сянотенского:

, (3.25)

где: R – гидравлический радиус, взятый в центральном поперечном сечении быстротока. Считая, что эпюра скоростей меняется по линейному закону, глубину в данном сечении можно найти как:

5. Оценка возможности возникновения в лотке быстротока катящихся волн и меры по предупреждению их образования

Условие возникновения катящихся волн не выполнено, следовательно, данных воздействий не возникает.

6. Назначение высоты стенок лотка быстротока в пределах транзитной части и построение поперечного сечения быстротока

Минимальная высота боковых стенок определяется по формуле:

(3.27)

где: – конструктивный запас, принимаемый для Q_ФПУ = 104 м³/с равным 0,6м (табл. 3.4 [1]);

Ширина боковых стен поверху назначим равной 0.5 м. Лицевая поверхность стен выполним вертикальной, а тыловую грань со стороны грунта обратной засыпки выполним с коэффициентом заложения . В таком случае толщина боковых стен на уровне днища будет равна:

Толщину днища быстротока примем равной толщине стен на уровне днища, т.е. м.

Длину секций быстротока примем равной 10 м.

Схема поперечного сечения показана на Рисунке 3.5

Поперечное сечение быстротока показано на Рисунке 3.6

4. Гидравлический расчет и конструирование концевого участка водосброса

Так как быстроток не доходит до русла реки, в качестве концевого участка водосброса примем консоль. К тому же, за счет консоли длина быстротока уменьшится, также не будет опасности перегораживания русла направляющими дамбами концевого участка.

5. Определение высотного и планового положения консоли

Назначим отметку консольной плиты.

где – максимальный уровень воды на нижнем бьефе;

Расчетная схема приведена на Рисунке 3.7.

Положение конца быстротока и начала консоли определяется глубиной врезки в коренной берег, на который должна опираться начальная часть консоли. Эта врезка составляет 4 м.