1550

21

Обеспеченности (продолжительность стояния горизонтов воды) получают последовательным суммированием числа дней для различных интервалов графика частоты (от верхнего интервала).

Пример построения графика частоты и обеспеченности.

Используя данные таблицы, построим графики частоты и обеспеченности уровней волы в реке за май – сентябрь.

Рис. 1. График частоты и обеспеченности летних расходов воды: 1 – повторяемость стояния горизонтов; 2 – продолжительность

3.3. Твердый сток и заиление водохранилищ

Движение воды в руслах рек сопровождается изменением берегов (абразионные процессы), меандрированием самого русла, что приводит к насыщению водного потока продуктами размыва и смыва.

22

Для расчета среднего многолетнего расхода наносов рек лесостепи и степи (между Днепром и Волгой) может быть использована следующая формула:

R = Д * Q * Н,

где R – средний многолетний расход рек, кг/с;

Д – эрозионный коэффициент районирования территории; Н – средневзвешенная высота бассейна, м;

Q – средний многолетний расход воды, м3/с.

Эта формула может быть рекомендована для рек с площадями бассейнов от 200 до 35000 км2. Для рек с площадью бассейнов меньше 200 км2 в расчетную формулу следует вводить поправочный коэффициент Кп. Значение Кп приводится в табл. 4.

При этом следует различать сток как взвешенных наносов, так и донных. Если взвешенные наносы не являются руслоформирующими, то тогда следует раздельно учитывать сток взвешенных наносов, представленных руслоформирующими фракциями, расчет следует вести только на взвешенные наносы.

Иногда в практике необходимо сделать комплексную их оценку. Тогда вычисляют суммарный сток взвешенных и донных наносов по следующей формуле

Кобщ = R (1 + β),

где β – величина расхода донных наносов в долях от расхода взвешенных наносов.

Для равнинных рек β = 0,05-0,10, а для горных рек β = 0,10-0,30. Причем чем меньше мутность воды и крупность наносов, тем больше β.

Поступающая вода с бассейна водосборной площади водохранилища, а также впадающие в него водотоки приносят массу взвешенных породных

23

частиц. Происходит процесс заиления водохранилищ. При оценке этого процесса в зависимости от хозяйственных задач решаются следующие вопросы:

1)оценка общего стока заиления водохранилища;

2)оценка потери полезной емкости водохранилища вследствие заиления его верхней части;

3)установление границ зоны затопления в результате изменения кривой свободной поверхности;

4)оценка заиления судоходных глубин в ходе заиления;

5)установление границ зоны активизации поперечных перемещений

русла;

6)оценка поступления наносов к плотине;

7)оценка эффективности промывок при сработках уровня.

Суммарная приближенная оценка продолжительности периода заполнения водохранилища наносами может быть произведена по формуле

Т = Wв /Wн( 1 – β ),

где Т – средняя продолжительность периода заиления, лет; Wв – мертвый объем водохранилища, м3;

Wн – средний годовой объем наносов, м3;

β – транзитная часть наносов мелких фракций, сбрасываемых из водохранилища при паводках, в долях от общего объема наносов, для равнинных водотоков в среднем 0,3-0,4.

Средний годовой объем наносов определяется по формуле

Wн = Rо * 31,5 * 1000 / β,

где Rо – средний годовой расход наносов, кг/с;

β – объемный вес наносов (т/м3), равный от 0,5-0,7 для илистых наносов, в первые годы уплотненных наносов до 1,0-1,5 для песчаных или илистых уплотненных грунтов.

Задача № 1

Средний многолетний расход воды в реке

Q = 150 м3/с, средневзвешенная высота бассейна над замыкающим створом составляет 50 м, эрозионный коэффициент Д = 0,95, река равнинного типа. Определить суммарный сток наносов Rо при площади водосбора 850 км2.

25

верхнего створа и секундомером засекают время прохождения поплавков через намеченные створы. После этого проводят детальные промеры живых сечений на каждом створе.

Задача № 1

Определяем скорость и расход воды в реке по следующим данным: расстояние между крайними створами 1 = 20 м, время прохождения брошенных в воду поплавков: 25, 28, 27, 26, 30,29, 28, 30, 27 с. Среднее время (tср) равно среднему из двух наименьших значений:

t ср = (25 + 26) / 2 = 25,5 с.

Максимальная поверхностная скорость

Vпов = 1 / t ср = 20 / 25,5 = 0,78 = 0,8 м/с.

Таблица 5

Промеры живых сечений

Площадь живого сечения ω для каждого створа определяют как сумму элементарных фигур (трапеций, треугольников), а смоченный периметр χ – как сумму гипотенуз прямоугольных треугольников.

26

Для вычисления расхода воды при расчетах необходимо перейти от поверхностной скорости к средней скорости течения реки через переходной коэффициент К1: V = К1 * Vпов; К1 = С / С + 14; С = 87 / 1 + γ/√R,

С = 87 / 1 + 1,3/ 0,56 = 26,2; К1 = 26,2 / 26,2 = 14 = 0,65;

V = 0,65 * 0,8 = 0,52 м/с; Q = ωср * V = 1,32 * 0,52 = 0,69 м3.

3.5. Определение скоростей и расходов воды гидрометрическими вертушками

Гидрометрическая вертушка позволяет определять скорость течения воды в реке (водотоке) более точно, чем поплавками. Наиболее распространенная вертушка Н.Е. Жестковского. Скорость движения воды определяется по специальным графикам в зависимости от числа оборотов лопастного винта. Скорость вращения винта фиксируется звонком посредством замыкания электрической цепи через 20 оборотов.

Для определения скорости движения воды по всей ширине реки и ее профилю выбирается гидрометрический створ, где назначается несколько промерных вертикалей, в зависимости от глубины, выбирается несколько точек для определения скорости. Скорость может быть определена в одной, двух, трех, пяти точках. Средняя скорость на вертикали вычисляется по формулам:

-одноточечное измерение на глубине 0,6 м – V = V0,6h;

-двухточечное – V = 0,5 (V0,2h + V0,8h);

-трехточечное – V = 0,25 ( V0,2h + 2V0,6h + V0,8h);

-пятиточечное – V = 0,1 ( Vпов + 3V0,2h + 3V0,6h + 2V0,8h + Vдно).

27

Средний расход равен сумме частных расходов:

Q = 2/3ω1V1 + ω2 (V1 + V2 ) /2 + ω3(V3 + V2 ) /2 + 2/3 ω4(V3 + V4 ).

В конкретном случае расход составляет 33,79 м3/с.

28

Библиографический список

Основная литература

1. Бабиков, Б. В. Гидротехнические мелиорации [Текст] /

Б. В. Бабиков. – СПб., 2002. – 264 с.

Дополнительная литература

2.Андрющенко, П. Ф. Гидротехнические мелиорации [Текст] : методические указания к выполнению курсовой работы и контрольные задания для студентов заочного обучения специальностей 250201 – Лесное хозяйство, 250203 – Садово-парковое и ландшафтное строительство / П. Ф. Андрющенко, А. Н. Дюков. – Воронеж, 2009. – 80 с.

3.Гидротехнические мелиорации. Проектирование плотинного пруда на местном стоке [Электронный ресурс] : методические указания к выполнению курсовой работы для студентов по направлению подготовки 250100 – Лесное дело; специальностей 250201 – Лесное хозяйство, 250203 – Садово-парковое и

ландшафтное строительство / А. Н. Дюков, П. Ф. Андрющенко, Т. А. Малинина, Т. П. Деденко. – Воронеж, 2012. – 78 с. – АИБС «МАРК-SQL» / ВГЛТА.

29

Оглавление

Введение …………………………………………………………………...................3

1.Гидравлика……………………………………………………………......................4

1.1.Гидростатическое давление и способы его определения………………….........4

1.2.Физические свойства жидкости………………………………………………...6

1.3.Определение гидростатического давления на дно и плоские поверхности....8

1.4.Применение уравнения Бернулли……………………………………………......9

1.5.Истечение жидкости через отверстия и насадки…………………………….12

1.6.Водосливы……………………………………………………………………...14

2.Равномерное движение жидкости в открытых руслах…………………….......16

3.Гидрология и гидрометрия…………………………..………………………......18

3.1.Определение объема, коэффициента и модуля стока……………….……….18

3.2.Построение графиков частоты и обеспеченности…………………………...20

3.3.Твердый сток и заиление водохранилищ……………………………………..21

3.4.Определение скоростей и расходов воды поплавками………………………24

3.5.Определение скорости и расхода воды гидрометрическими вертушками....26

Библиографический список………………………………………………………..28

30

Анатолий Николаевич Дюков Петр Федорович Андрющенко Елена Александровна Михина Татьяна Анатольевна Малинина Татьяна Петровна Деденко

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕЛИОРАЦИИ

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕЛИОРАЦИИ ОБЪЕКТОВ ЛАНДШАФТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлениям подготовки 250100 – Лесное дело,

250700 – Ландшафтная архитектура