Гидравлический расчёт сопрягающего сооружения

Сопрягающее сооружение в береговых открытых водосбросах гидроузлов устраивается в виде многоступенчатого перепада, представляющего собой ряд ступеней, образованных продольными и поперечными стенками. Стенки отделяются от водобойной плиты вертикальными деформационными швами, оборудованными противофильтрационными уплотнениями с металлическими компенсаторами. Толщина водобойной плиты и стенок назначается: водобойная плита- 1м, продольная стенка: поверху-0,5м, понизу-2м, водобойная стенка: поверху-0,6м, понизу-2м.

Гидравлический расчет (определение длины ступени и высоты водобойной стенки) выполняется только для первой, второй и последней ступеней. Размеры всех остальных ступеней принимаются такими же, как и размеры второй ступени.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

1) Принимается число ступеней , назначается предварительная глубина колодцев . Тогда высота каждой ступени

 

.

 

2) Выполняется расчет первой ступени:

 

Критическая глубина потока .

 

ширина перепада

По графику на рис.4.8[1] при  коэффициент скорости равен .

Скорость движения воды в промежуточном канале равна

 

.

 

Напор на первой ступени с учетом скорости подхода равен

;

Все известные величины подставляются в уравнение

 

:

,

 

откуда подбором определяется глубина потока в сжатом сечении: .

Вторая сопряженная глубина

 

.

 

Скорость подхода перед следующей ступенью

 

.

 

Коэффициент расхода принимается как для водослива с тонкой стенкой, определяется глубина воды над порогом в начале следующей ступени

 

.

 

Глубина водобойного колодца на ступени , тогда глубина воды в колодце ,т.е. есть небольшой запас.

 

Дальность полета струи .

Длина прыжка .

Длина ступени .

 

Принимаем

) Вторая и последующие ступени

 

,

 

по графику рис.4.8б[1] при  коэффициент скорости равен .

,

отсюда подбором находим .

Вторая сопряженная.

 

 

Скорость перед следующей ступенью

 

.

 

Глубина воды над порогом в начале следующей ступени

 

,

глубина водобойного колодца

 

,

 

принимается глубина .

Глубина воды в колодце

 

.

 

Дальность полета струи

 

.

 

Длина прыжка

 

.

 

Длина ступени

 

,

 

принимается .

4) Последняя ступень.

Как и для предыдущих ступеней здесь . Глубина в НБ . Поскольку , прыжок затопленный.

Дальность полета струи , длина прыжка ,длина колодца , принимается .

Гидравлический расчёт отводящего канала

Отводящий канал рассчитывается на неразмываемость и незаиляемость русла.

Канал имеет трапецеидальное поперечное сечение, заложение откосов равно 2. Площадь поперечного сечения

 

,

 

где ширина канала по дну;

- заложение откосов;

глубина воды в канале;

скорость течения воды определяется

 

;

 

Проверка на незаиляемость

 

;

 

м

величина допустимой неразмывающей скорости  (табл.11-3[2]),

.