Гидравлический расчет каналов

Расчет водосбросного канала производят в следующем порядке.

1. Задаваясь глубиной в канале hк, находят напор на входе в канал:

Н = hкv2 /2g, (3.6).

Н =0,6−½*9,8=0,55 м где v — допустимая скорость.

2. Рассчитывают сбросной расход qсб =г Q max p

Определяют ширину канала по дну bk :

bk = Q max p /v hкm hк, (3.7).

bk = 11,68/1*0,6−1,5*0,6=18,56 м ~19 м где m — заложение откоса канала, принимаемое для суглинистых грунтов равным 1,5. По соотношению bk / hк устанавливают необходимость разделения канала на секции и их количество.

bk / hк =18,56/0,6=30,93.

Необходимо разделение на секции т. к. bk / hк ?10.

Ширина стенки по низу 5 м По верху 2 м Откосы 1,5.

Ширина секции 7 м Число секций 2 шт.

bk =7*2+5=19 м.

Если разделение необходимо, то расчет повторяют, определяя ширину одной секции при расходе, где N — число секций. Поэтому широкие каналы, как это принято в типовых проектах, приходится делить по ширине на секции земляными раздельными стенками (рис. 2), оставляемыми при выемке канала (стенки из насыпного грунта не следует допускать).

рис. 2. Разделение ширины канала на секции

3. Вычисляют требуемый уклон канала

(3.8).

где n — коэффициент шероховатости канала.

i=0,0332*12 /0,63/2 =0,234.

4. Определяют длину канала L=T/i, где Tразность отметок НПУ и дна балки в месте выхода канала. Если длина слишком велика, ее уменьшают, вычисляют уклон и производят перерасчет канала.

L=113,1−111,8/0,0023=554,8.

5. Вычисляют глубину воды hб в русле балки у выхода канала, пользуясь формулой Шези:

Q = wСvRip (3.9).

где w — площадь живого сечения, м2; С — коэффициент Шези, C=1/n*Ry n — определяется по табл. из соотношения у=1,5vn при R> 1 м². R-гидравлический радиус, м; ip — уклон русла на участке непосредственно ниже выхода канала.

Глубина находится подбором.

6. Возвращаются к расчету канала, определяя конфигурацию его выходной части. Если hб? hк, то дно канала выводят на уровень дна балки без расширения в плане. Если же hб < hк, то концевой участок канала заглубляют относительно дна балки на Дh = hк — hб и ему придается раструб с центральным углом расширения не более 20°. В пределах раструба дно канала повышается до уровня дна балки (рис. 4).

Ширина по дну в конце расширения принимается равной:

bp =hk /hб * bk (3.10).

bp =0,6 /0,5 * 19=22,8 м где bk — ширина по дну призматической части канала.

Если канал разделен на несколько секций, то ширина bp равна:

bp =N hk /hб bс +(N-1)д.

bp=2*0,6/0,5*7+1*5=21,8.

где N — число секций в канале; bс — ширина по дну одной секции в призматической части канала; д — ширина, занятая одной раздельной стенкой.