Организация первоначального лесосплава. Гидрологическая и лесотранспортная характеристики лесосплавного пути на трассе проектирования первоначального лесосплава

графика находим площади водосбора реки в створе водомерного поста F_ВП == 2975 км² , в лимитирующем створе №1 F_ЛС1 = 2712 км² , в лимитирующем створе №2 F_ЛС2 = 770 км², в створе запани (2382 км² ).

1.1.2.Гидрологические характеристики водомерного поста.

В исходных данных прил.1 [1] имеются значения среднегодовых и максимальных расходов за 18 лет. Для последующих же технологических расчетов необходимо рассчитать среднегодовой расход 95%-ной обеспеченности и максимальный расход  10%-ной обеспеченности. Эти расходы определяем следующим образом.

Средний годовой расход Q_ср определяем делением суммы всех расходов за период наблюдения, взятых из табл.1 [1], на количество лет:

Q_ср = (åQ_г) / n = 540,7/ 18 = 30,039 м³/с.

Аналогично определяем средний максимальный расход Q_max:

Q_max = (åQ_{max г}) / n = 4909 / 18 = 272,722 м³/с.

Коэффициенты вариации средних годовых С_{v ср} и средних максимальных С_vmax  расходов воды за период наблюдений определяем по зависимости

С_{v ср} = (s_{(n – 1)})_{с р} / Q_{с р} = 2,29 / 30,039 = 0,0763,

С_{v max} = (s_{(n – 1)})_max / Q_max = 35,68 / 272,722 = 0,131, где     s_{(n – 1)} – среднее квадратичное отклонение для выборок из 18 значений среднегодовых и максимальных расходов.

 

Далее находим коэффициенты асимметрии для средних годовых расходов С_sг и для максимальных С_sm

 

С_sг = 2С_{v ср} = 2·0,0763 = 0,16,

С_sm = 2С_{v max} = 2·0,237 = 0,26.

Среднегодовые расходы воды 95- и 10%-ной обеспеченности определяем в следующем порядке:

Рассчитываем величину модульного коэффициента для соответствующего процента обеспеченности -

k_Р% = C_vФ_Р% + 1,

где Ф_Р%  - параметр Фостера- Рыбкина для соответствующих значений С_v и P%. Определяем по табл.3 [5].

k_95% = C_{v ср}Ф_95% + 1 = 0,0763· (- 1,6) +1 = 0,878,

k_10% = C_{v max}Ф_10% + 1 = 0,131 · 1,3 +1 = 1,17,

Q_Р% = k_Р%Q_ср,

 

Q_50% = k_50%Q_ср = 0,998·30,039= 29,993 м³/с,

Q_95% = k_95%Q_ср = 0,878·30,039= 26,37 м³/с,

Q_10% = k_10%Q_max  = 1,17·272,72 = 319,114м³/с.

Максимальный расход воды 10%-ой обеспеченности в створе запани определяем по формуле:

Q_{max зап} = Q_10%(F_зап / F)^0,83 = 319,114(2382 / 3000)^0,83 = 265,184м³/с, где F_зап – площадь водосбора реки в створе запани, берем из графика (см. рис.1.1); F – площадь водосбора реки.

Приведенные выше расчеты сводим в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Гидрологические характеристики реки

в створе водомерного поста

№ п/п	Характеристики	Значения характеристик
1 2 3 4 5 6 7 8 9	Площадь водосбора реки F, км2   Средние расходы: годовой Qср, м3/с максимальный Qmax, м3/с Коэффициенты вариации: для среднегодовых расходов воды Сv ср         для среднемаксимальных расходов воды Сv max   Коэффициенты ассиметрии: для среднегодовых расходов воды Сsг       для среднемаксимальных расходов воды Сsm Расчетный процент обеспеченности гидрологических характеристик Параметр Фостера-Рыбкина: для среднегодового расхода Фср, Фmax   Модульные коэффициенты kР%   Среднегодовой расход воды 95%-ной обеспеченности (Q95%), м3/с Максимальный расход воды воды 95%-ной обеспеченности (Q10%), м3/с	3000 30,039 272,722 0,0763 0,131 0,15 0,26
		95	10
		- 1,6 0,878 26,37	1,3 1,17 319,114

1.2  Гидрологические расчеты реки в лимитирующих

створах иопределение возможной  продолжительности

лесосплава.

В соответствии с заданием курсовой работы  река разбита на два участка. На каждом из них задан лимитирующий створ. Для организации первоначального лесосплава необходимо определить гидрологические характеристики для этих створов, которые позволяли бы определять продолжительность периода лесосплава  и соответствующие этому периоду средние значения поверхностных скоростей течения, ширин русла, глубин и расходов.

По данным табл.4[1] вычерчиваем поперечный профиль для каждого расчетного створа реки, откладывая по вертикали отметки точек земли, а по горизонтали – расстояние между точками (рис.1.2, 1.3). Для каждого поперечного профиля реки задаемся  расчетными отметками уровней воды и, пользуясь формулой Шези, вычисляем для различных значений глубин величины расхода, средней скорости и ширины русла. Вычисления ведем в следующей последовательности.

Пример расчета для первого лимитирующего створа.

1) Для каждого створа определяем среднюю отметку дна меженного русла z_ср по зависимости

z_ср = åz / n = 294,7 / 10 = 29,47»29,5 м, где      сумма åz – сумма  всех отметок меженного русла в промерных точках;

n – число промерных точек.

2) Нижний расчетный уровень воды принимаем над средней отметкой меженного русла на 0,5 м, все последующие уровни (в пределах русла) назначаем через 0,7-1,0 метра.

Ширину реки В при расчетных уровнях устанавливаем в соответствии с масштабом по поперечному профилю.

3) Площадь живого сечения w для каждого расчетного уровня определяем по следующим зависимостям:

для первого уровня

w₁ = В₁(z₁ - z_ср) = 54·(30 - 29,5) = 27 м²,

для второго уровня

w₂ = w₁ + 0,5(В₁ + В₂)(z₂ – z₁) = 27 + 0,5·(54 + 59)·(30 – 30,7) = 66,55 м²,

для третьего уровня

w₃ = w₂ + 0,5(В₂ + В₃)(z₃ – z₂) = 66,9 + 0,5·(59 + 65)·0,7 = 109,95м²,

для четвертого уровня

w₄ = w₃ + 0,5(В₃ + В₄)(z₄ – z₃) = 161 + 0,5·(65 + 69)·0,7= 156,85 м²,

для пятого уровня

w₅ = w₄ + 0,5(В₄ + В₅)(z₅ – z₄) = 157,55 + 0,5·(69 + 72)·0,7= 206,2 м².

4) Среднюю глубину реки для каждого расчетного уровня определяем по отношению

h_ср = w / В,

где w и В – площадь живого сечения и ширина, соответствующие расчетному              уровню.

h_ср1 = w₁ / В₁ = 27 / 54 = 0,5 м,

h_ср2 = w₂ / В₂ = 66,9 / 59 = 1,3 м,

h_ср3 = w₃ / В₃ = 109,95 / 65 = 1,69 м,

h_ср4 = w₄ / В₄ = 156,85 / 69 = 2,27 м,

h_ср5 = w₅ / В₅ = 206,2 / 72 = 2,86 м.

5) Величину гидравлического радиуса R в данной работе принимаем равной величине средней глубины реки в расчетном створе.

6) Коэффициент Шези С определяем по формуле

С = (1 / n)R^y,

приняв величины коэффициентов шероховатости (n) по данным табл.5[1]. В этой же таблице приведены величины уклонов свободной поверхности