Виконання розрахунків рівнів води. Морфометричний розрахунок. Розрахунок глибини загального розмивання. Розрахунок глибини місцевого розмивання біля опори моста

1.  СКЛАД КУРСОВОЇ РОБОТИ

1.  Виконання розрахунків рівнів води.

2.  Морфометричний розрахунок.

3.  Розрахунок глибини загального розмивання.

4.  Розрахунок глибини місцевого розмивання біля опори моста.

5.   Призначення глибини закладання фундаментів опор моста, вибір оптимального отвору моста.

6.   Розрахунок підпору на мостовому переході.

7.   Визначення розрахункового судноплавного рівня, висоти моста, відмітки полотна дороги.

8.   Визначення мінімальної відмітки та заплавного насипу.

9.   Проектування подовжнього профілю мостового переходу.

10. Проектування поперечних профілів заплавних насипів.

11. Проектування струмененапрямних дамб.

2.  ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВОГО РІВНЯ ВИСОКОЇ ВОДИ (РРВВ)

У якості вихідних даних для гідрологічного розрахунку приводяться зведення про найвищі річні рівні води за період спостережень n (років).

На їхній основі необхідно визначити рівень води розрахункової  імовірності перевищення, що призначається в залежності від категорії автомобільної дороги (табл. 2.1).

Для цього використовується графоаналітичний метод з побудовою кривої ймовірностей на клітковині нормального розподілу.

Попередньо за даними фактичних спостережень рівнів води в річці будуються хронологічна (рис.2.1) і ранжована діаграми рівнів (рис. 2.2).

Емпірична імовірність перевищення кожного з максимальних рівнів у ранжованому ряді визначається за формулою:

         де m - номер будь-якого члена ранжованого ряду рівнів води в річці;

n - загальне число членів ряду (років спостережень за режимом ріки).

Для зручності і наочності складається таблиця, куди записуються  наступні параметри: номер рівня, що спостерігався в ранжованому ряді, рік спостереження рівня, величина рівня, що спостерігався, Н (см), емпірична імовірність перевищення рівня, що спостерігався, ,%( рис. 1.3).

Таблиця 2.1  Розрахунок емпіричних ймовірностей перевищення

Для визначення максимального рівня розрахункової ймовірності перевищення необхідно спочатку нанести у виді крапок на клітковину ймовірностей рівні, що спостерігалися, і емпіричні імовірності. По отриманих точках потрібно провести плавну криву лінію і проекстраполювати її до розрахункової ймовірності перевищення. У результаті цих дій установлюється максимальний рівень води розрахункової імовірності перевищення Н_р (рис. 1.3), у сантиметрах, над нулем графіка водомірного поста.

Для переходу до абсолютних значень необхідно до відмітки нуля   графік  водомірного поста в місці  мостового переходу додати знайдений розрахунковий рівень Н_р :

                                     

де РРВВ - абсолютна відмітка розрахункового рівня високої води;

Н_н.г. - відмітка нуля графіка водомірного поста.

Рис. 2.3. Клітковина ймовірностей

3.  МОРФОМЕТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК

Метою морфометричного розрахунку є визначення розподілу витрати між руслом і заплавами, швидкостей течії в руслі і на заплавах при розрахунковому рівні.

При виконанні морфометричного розрахунку викреслюємо поперечний переріз річкової долини, наносимо на ньому розрахунковий рівень високих вод і виділяємо головне русло, ліву і праву заплави рис. 3.1.

Для головного русла і кожної з заплав необхідно визначити ширину по розрахунковому рівні високих вод, площа поперечного потоку, середню глибину, коефіцієнт Шезі, видаткову характеристику.

Розрахунки  рекомендується вести в табличній формі (див. табл. 3.1).

Таблиця 3.1

Номер точки	Відмітка дна, м	Глибина, м	Середня глибина, м	Відстань, м	Площа, м2
1	101,8	0
			1,35	30	40,5
2	99,10	2,7
			3,1	70	217
3	98,3	3,5
			3.55	60	213
4	98,2	3,6
			6,45	100	645
5	92,5	9,3
			6,8	30	204
6	88,2	13,6
			8,7	30	261
7	98,0	3,8
			3,7	20	74
8	98,2	3,6
			3,5	70	245
9	98,4	3,4
			3,2	150	480
10	98,8	3,0
			2,65	110	291,5
11	99,5	2,3
			2,1	90	189
12	99,9	1,9
			1,85	130	240,5
13	100	1,8
			1,65	130	214,5
14	100,3	1,5
			0,75	75	56,25
15	101,8	0

Глибина на кожній вертикалі визначається як різниця відмітки розрахункового рівня високих вод (РРВВ) і відмітки поверхні землі :

Середня глибина на ділянці довжиною  між двома сусідніми  вертикалями розраховується за формулою:

Площа поперечного переріза потоку   визначається за формулою:

Площі поперечного переріза потоку лівої заплави , головного русла  і правої заплави , визначають підсумовуванням площ у їхніх межах:

Середні глибини потоку на лівій заплаві , у головному руслі , на правій заплаві  розраховують за формулами:

Коефіцієнт Шезі визначається окремо для лівої і правої заплав і головного русла за формулами:

де  - коефіцієнт шорсткості по Базену:  

Для визначення видаткових характеристик головного русла і заплав використовуються залежності:

Співвідношення витрати води в руслі Q_рб та повної розрахункової витрати Q може бути обчислене через співвідношення видаткових характеристик:

Для визначення значень витрат і швидкостей течії в руслі і на заплавах скористаємось наступним способом:

При заданих координатах кривої швидкості після її побудови (рис.3.1) і графічної чи графоаналітичної екстраполяції до розрахункового рівня знаходимо середню швидкість течії в головному руслі .

Рис.3.1. Крива швидкості в руслі

Потім визначаємо витрати води в руслі:

і повні витрати:

Заплавні витрати і швидкості течії розраховуємо за формулами: