Определение расчетного расхода воды для проектирования водосборных сооружений

 где  К_τ – переходный коэффициент от Q p к Q* p , его значение можно принимать по табл. 3, взятой из [11](принимаем К_τ=1 ).                                                                                                                           

     Сравниваем максимальный расход талых вод и максимальный расход дождевых вод, и для расчета принимаем больший, т.е. 366,11>233,15, соответственно принимаем максимальный расход талых вод.

     Одновершинные гидрографы рассчитываем по уравнению 

                                                        ,                                                       (17)

где   - ординаты расчетного гидрографа, выраженные в долях среднесуточного максимального расхода воды заданной обеспеченности;

        - абсциссы расчетного гидрографа, выраженные в долях условной продолжительности подъема половодья t_n;

       a₁ – параметр, зависящий от коэффициента формы гидрографа λ^*; значение λ^*в свою очередь зависит от коэффициента несимметричности гидрографа K_s.

     Коэффициент K_s есть отношение 

                                                        K_s = h_n / h,                                                           (18) 

где h_n – слой стока за период подъема половодья, мм;

      h – суммарный слой стока всего половодья, мм.

     Значение K_s устанавливаем по данным рек-аналогов, содержащихся в государственном водном кадастре [1, табл. 75, с.174]. По установленному K_s=0,39 принимаем значение λ^*=1,4 из табл. 19 [11, прил.2, табл.19, с.196…197].

     Условную продолжительность подъема половодья t_n определяем по формуле

                            ,сут,                                  (19)               

где h_р – расчетный слой половодья, мм (вычислен в п.2.3 h_р=164,364);

     q*_р – модуль среднего суточного максимального расхода воды, определяемый по формуле

                   q* _р = q_р / К_τ=0,072/1=0,072, м³/с · км²,                                                  (20) 

где q_р = Q_р /F=0,072 – модуль мгновенного максимального расхода талых вод, вычисленный в п.2.3.

     Уравнение (17) решено в зависимости от K_s или λ^*, и решение приведено в

[1, прил.2, табл.19, с.196…197]. Для расчета координат гидрографа половодья надо выписать из этой таблицы соответствующие установленному K_s  значения координат безразмерного гидрографа x и y. Переход к размерному гидрографу осуществляют перерасчетом безразмерных координат в размерные по формулам 

                                                 Q_i = Q* _р · y , м³/с;                                                        (21) 

                                                 t_i = t_n · x, сут.                                                               (22)

 

     По результатам расчета и рассчитанным координатам в таблице 2.5 на миллиметровой бумаге в принятом масштабе строим гидрограф половодья. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 2.5 

 
 

2.6.Расчет  минимальных расходов  воды 

    Минимальный сток формируется  в период, когда река переходит  на грунтовое питание и поверхностный сток имеет наименьшее значение. Такими периодами в году являются летне-осенний и зимний. Под расходами минимального стока понимают 30-суточные (средние месячные) расходы воды расчетной обеспеченности p, устанавливаемой для разных отраслей экономики по действующим СНиП.

    В курсовой работе определяем минимальные среднемесячные и среднесуточные расходы воды за летне-осенний и зимний периоды обеспеченностью p, равной 80% и 95%, для условия отсутствия данных наблюдений в створе.

    Расходы воды обеспеченностью p = 80% получаем по формулам    

                            , м³/с;                                      (23)

 

                            , м³/с,                                           (24)  

где q_80,л-о ,q_80,3 – модули минимального стока обеспеченностью 80%, соответственно летне-осеннего и зимнего периодов, значения которых устанавливаем по картам минимального стока [11, прил.1, листы 17, 18] для центра тяжести расчетного бассейна, когда F > F_np, л/с · км²( q_80,л-о=1,75 л/с*км², q_80,3=1,62 л/с*км² ).

    Переход от Q₈₀ к расходу другой обеспеченности Q_p выполняем по формуле  

                                                     Q_p = Q₈₀ · λ_p, м³ / с,                                             (25) 

         м³ / с,

         м³ / с, 

где λ_p – переходный коэффициент, зависящий от географического района и обеспеченности p, определяется по [11, табл.32, с.58](принимаем λ_p=0,78).

     Минимальные суточные расходы Q _с,80 вычисляем по формуле 

                                                Q _с,80 = Q₈₀*К , м³ / с,                                                 (26) 

          м³ / с,                                             

                 м³ / с,                                             

где К – переходный коэффициент, его значение принимаем по [11, табл.33, с.68]        ( К_л-о=0,74, К_з=0,74).

     Минимальный суточный расход другой обеспеченности вычисляем умножением Q _с,80 на переходный коэффициент λ_p, принимаемый по [11, табл.32, с.68]( λ_p=0,78), т.е.

                                                  Q _с,p = Q _с,80λ_p . 

       

 

2.7.Определение  стока взвешенных  наносов 

    Расчету подлежат среднегодовые  расход и объем наносов, расход  наносов обеспеченностью 5%, 25%, 75% и распределение стока наносов по периодам года – весеннему и меженному.

    По карте средней мутности  определяем значение мутности ρ для данного пункта, 

г /м³ [13, рис.4](в нашей работе принимаем ρ=50 г/м³ ).

    Средний расход взвешенных наносов 

                                                R_o = ρ*Q_o=50*21,11=1055,5 , г/с,                                 (27)     

где Q_o – среднегодовой расход воды, м³ / с, вычислен в п.2.1(Q_o=21,11 м³ / с).

     Годовой расход наносов обеспеченностью  p, %,

 

                                              R_р = R_o *К_р, г/с,

                                                                   (28)

             R_5% = R_o *К_5%=1055,5*1,24=1308,82 г/с,

            R_25% = R_o *К_25%=1055,5*1,07=1129,39 г/с,

     R_75% = R_o *К_75%=1055,5*0,91=960,51 г/с. 

где К_р – модульный коэффициент.

     Значение К_р определяем по кривой распределения, в зависимости от обеспеченности p, коэффициента асимметрии Cs,R, коэффициентa вариации Cv,R.

(К_5%=1,24, К_25%=1,07, К_75%=0,91) 

                                                C_s,R = 2*C_v,R=2*0,208=0,416                                           (28) 

    Значение коэффициентa вариации наносов можно вычислить по соотношению 

                                                C_v,R = C_v,Q * К=0,13*1,6=0,208                                         (29) 

где C _v,Q – коэффициент вариации годового стока воды, см. п.2.1(C _v,Q =0,13);

     К – коэффициент, значение которого для равнинных рек приблизительно равно 1,6 [15].

     Средний многолетний объем взвешенных наносов 

               V_R  = 31,5 · 10⁶ R_o /γ_R=31,5*10⁶*1055,5/1*10⁶=33248,25 м³,                        (30) 

где γ_R – плотность наносов, γ_R = 0,5…1,0, т/м³.