Гидравлический расчет водосливной плотины и магистрального канала

Министерство образования и науки Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ                        ПЕТРА ВЕЛИКОГО

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------                                                                                             

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Водохозяйственное и гидротехническое строительство»

Дисциплина «Расчетное обоснование гидротехнических сооружений»

ЗАДАНИЕ

к расчетно-графической работе

«Гидравлический расчет водосливной плотины и магистрального канала»

                                                                                     Студент    ________________________

                                                                                Группа__33101/1, 4, 5________________

                                                                               Руководитель  ______

Дата выдачи  08_сентября 2015________

Срок сдачи _15 декабря 2015__________

Срок консультаций с 08.09.2015__ по__12.12.2015

Санкт- Петербург - 2015

Требуется выполнить гидравлический расчет магистрального канала и водосливной плотины в составе водохранилищного гидроузла.

Расчетное задание к расчетно-графической  работе включает условия пяти гидравлических задач с нижеследующими вариантами исходных данных:

Задача 1. В магистральном канале трапецеидального сечения (рисунок 1) при заданных в таблице 1 расходе Q, уклоне дна i, и видах грунта определить:

Рисунок 1 – Поперечное сечение магистрального канала

Таблица 1 - Исходные данные к задаче 1

1)  задаваясь нормальной глубиной воды h₀, по формуле Шези построить кривую зависимости    Q = f(h),  и по ней определить глубину для заданного расхода. Полученное значение глубины проверить подстановкой в формулу Шези.  

1)   определить ширину канала по дну b; Оба расчета выполнить для двух случаев:        1-й случай. Относительная ширина канала β=b/h равна рекомендуемому значению для оросительных каналов, вычисленному по эмпирической зависимости С. А. Гиршкана β=3Q^0,25- m, где Q - расход, м³/с.

2)  2-й случай. Относительная ширина β равна βгн = 2(√1¯ +т²-т), где

βгн - относительная ширина для гидравлически наивыгоднейшего профиля канала, βгн=bгн/hгн.

Указание.  Коэф. заложения откосов канала m определить по справочнику в зависимости от вида грунта.

3)  вычислить среднюю скорость течения воды V в каналах;

4)  определить, размывается или заиливается ложе канала при данных условиях.

начертить в масштабе поперечные сечения каналов для обоих случаев. Превышение гребня дамбы над максимальным уровнем воды Δ принять по рекомендациям справочника под ред  В.П.Недриги [2, с.399]. Ширину боковой дамбы канала b_д принять из условия проезда транспорта (дороги), ширину бермы b_б – без дороги [2].

Задача 2. Для данных, полученных по расчету в задаче 1, определить:

1)  критическую глубину h_кр и энергетическое состояние потока в канале (спокойный, бурный) при равномерном движении воды;

2)  форму свободной поверхности в канале при неравномерном движении и расчетном расходе Q, если вследствие нарушения равномерного движения (установка затвора, устройство уступа и т.д.) глубина в нижнем по течению створе будет равна h_гр2 (таблица 2).

Таблица 2 - Исходные данные к задаче 2

3)  Для экономически наивыгоднейшего профиля канала, задаваясь глубинами между h_гр1 и h_гр2, рассчитать одним из известных в гидравлике методов кривую свободной поверхности потока в канале и определить длину распространения этой кривой, считая от нижнего створа и принимая за верхнюю по течению граничную глубину h_гр1глубину (1,02÷ 1,03)h_о или (0,98÷0,97)h₀ в зависимости от вида кривой.

4)  Построить в масштабе (горизонтальный и вертикальный масштабы - разные) кривую свободной поверхности и показать на продольном профиле канала линии нормальной и критической глубин. Пояснить, в каком случае возможно возникновение такой формы кривой.

Задача 3. Водосливная плотина практического профиля криволинейного очертания, показанная на рисунке 3, имеет п одинаковых пролетов с затворами на гребне водослива, поддерживающими НПУ (нормальный подпорный уровень), Ширина одного пролета b. При пропуске паводка Q_маx  через все полностью открытые пролеты уровень воды перед плотиной должен быть не выше отметки ФПУ (форсированный подпорный уровень). При этом в нижнем бьефе (НБ) отметка на уровне высоких вод (УВВ). Скорость подхода воды к водосливу при паводке V_маx.