Определяется гидравлический показатель русла х по формуле

x = 2 = = 3,3, (2.7)

где K_ср - среднее значение модуля расхода, т.е.

K_ср = (K₁ + K₂)/2 = (520,911 + 1492,276)/2 = 1006,59 (м³/c), и соответственно

h_ср = (h₁ + h₂)/2 = (1 +2)/2 = 1,5 (м).

            К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата Замечание: глубины h_l , h₂ и соответствующие им значения К₁ , К₂ могут быть взяты из таблицы, составленной для определения нормальной глубины на водоскате h_0в. Замечание: если в пределах входной части водоската и выходной части быстротока форма и размеры поперечного сечения не меняются, то критическая глубина h_кp остается неизменной (h_кp = const), а h_0в с изменением уклона дна меняется. Глубина на изгибе быстротока h_изг (входное сечение водоската) назначается в зависимости от соотношения между h_кр и h_0в на водоскате: а) если h_0в > 0,5h_кp, то h_изг » h_кр; б) если h_0в < 0,5h_кp, то h_изг » (0,7-0,8) h_кр. В нашем случае h_ов = 0,29> 0,5h_кр= 0,1705, значит, h_изг » h_кр = 0,341 (м). Для определения расстояния между сечением изгиба дна и сечением, где глубина потока равна критической h_кp, т.е. l₁ , следует воспользоваться специальным графиком [5] Далее вычисляется длина кривой спада L_к.с, т.е. длина водоската при уклоне его дна i_в, необходимая для того, чтобы в его пределах установилась нормальная глубина h_0в. Для этого необходимо воспользоваться уравнением   L_к.с = {h₂ – h₁ – (1 – )×[j(h₂) – j(h₁)]}, (2.8) где h₂ = = =1,1; h₁ = = = 1,18, так как считается, что равномерное движение на водоскате уже имеет место при глубине h » (1,05¸1,1) h_0в. Следует отметить, что если кривая спада приближается к линии нормальных глубин N - N снизу, то относительная глубина, при которой заканчивается расчет, принимается равной h = h/h₀ = 0,99 ¸ 0,95. В первом и во втором случае h – фактическая глубина в рассматриваемом сечении. Величина параметра кинетичности потока определяется по формуле   = , (2.9)   где = = = 59,73 (м^0,5/с); = = = 13 (м). Таким образом = = 92,32. Значения С₀ и c₀ вычисляются по найденному значению h_0в, величины С_кр и c_кр вычислены ранее. Значения функций j(h₁) и j(h₂) при i_в > 0 определяются по таблицам, соответствующим найденному значению гидравлического показателя русла х [2, 3, 4,5].               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата Для нахождения функции j(h) при значениях гидравлического показателя х, для которых нет таблиц, следует пользоваться приемом линейной интерполяции. Если данное значение показателя х лежит в пределах а < х < b, причем для значений показателя х = а и х = b имеются таблицы, то искомое значение функции j_x(h) для данного значения показателя х определяется по формуле   j_x(h) = j_а(h) + [j_b(h) – j_a(h)]. (2.10)   j_х(h₁) = 0,416, j_x(h₂) = 0,568, L_к.с = (0,29/0,3)*{1,1 – 1,18 – (1 – 92,32)*[0,568 – 0,416]} = 13,386.     Сравнивая полученную величину L_к.c с реальной длиной водоската L_в, можно столкнуться с двумя ситуациями: а) если L_в > L_к.c, то на водоскате устанавливается равномерное движение с глубиной h_0в, которая сохраняется на оставшейся части быстротока, как это показано на рис. 2.1; б) если L_в < L_к.c , то в конце водоската устанавливается глубина h₂ > h_0в. Расчет кривой спада на водоскате быстротока ведется по уравнению   dl = {h₂ – h₁ – (1 – )×[j₂(h) – j₁(h)]} , (2.11) для чего предварительно вычисляются значения величин х, h_0в/i_в , . Для определения гидравлического показателя русла x (по формуле 2.7) для каждого расчетного участка быстротока строится график вида K = ¦(h) (рис. 2.5). Расчет удобно вести в табличной форме.   Расчет следует закончить: - если L_в > L_к.с , глубина h уменьшается до (1,05¸4,1)h_0в; - если L_в <L_к.с, суммарная длина достигает L_в. По результатам расчета строится кривая свободной поверхности на быстротоке на миллиметровой бумаге формата А4 и определяется глубина потока в конце водоската. Кривая свободной поверхности строится с учетом уклона дна [см. приложение рис.2.1]. 2.3. Расчет аэрации потока на водоскате быстротока   При движении воды с большими скоростями (при продольных уклонах водоската быстротока i_в > 0,02¸0,03) происходит явление насыщения потока воздухом, называемое аэрацией. По мере увеличения степени аэрации потока растет его глу-             К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата бина, которая может увеличиться в 1,5¸2 раза и более по сравнению с неаэрированным потоком. Для того чтобы выполнить проверку быстротока на возможность возникновения явления аэрации, в курсовой работе необходимо определить скорость течения в конечном сечении водоската по формуле   (V_в)_к = Q_в /bh₂ = = 264,286 (м/с), (2.12)   где h₂ – глубина в конечном сечении водоската. Скорость начала аэрации V_a рекомендуется определять по формуле Т.Г. Войнич-Сяноженцкого   V_a = , (2.13)   где cosy = = =0,954, n - коэффициент шероховатости поверхности водоската; R - гидравлический радиус неаэрированного потока, определяемый величиной h_0в.,R=0,274 м. V_a = = 9,044 (м/с). Если (V_в)_к >V_a,то поток будет аэрирован и его глубина в любом сечении при V_в £ 20 м/с может быть определена по формуле М. Р. Разумовской   (h)_аэр = h ×[1 + 0,01×(V_в)_к]=0,014*[1+0.01*264,286]=0,051 (м) (2.14)   Т.к. (V_в)_к =264,286 м/с> V_a =9,044 м/с, значит поток аэрированный. В случае этого выясним возможность возникновения аэрации в вышерасположенных сечениях и при необходимости уточним глубину насыщенного воздухом потока. h = 0,3; (V_в)_к = = 12,3 > V_a; h = 0,35; (V_в)_к = = 10,52 > V_a; h = 0,4; (V_в)_к = = 9,25 > V_a; h = 0,42; (V_в)_к = = 8,809< V_a;                 К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата 2.4. Расчет выходной части быстротока   В пределах выходной части быстротока происходит переход потока из бурного состояния на водоскате быстротока в спокойное состояние в отводящем канале с продольным уклоном меньше критического. Такой переход осуществляется через гидравлический прыжок, который может образоваться как в пределах выходной части, так и на самом водоскате. При выполнении гидравлических расчетов необходимо выяснить, какая из форм сопряжения бьефов будет иметь место при выбранных геометрических характеристиках быстротока и гидравлических параметрах потока. Обычно ширина отводящего канала понизу b₀ больше ширины водоската b . Угол роспуска образующейся при этом воронки, схема которой приведена на рис. 2.6, принимается θ ≤ 7⁰ , из условий отсутствия сбоя потока, отрыва струй от стенок и обеспечения плавного растекания потока в воронке. Рис. 2.6. Схема к расчету выходной части быстротока   Угол q может быть определен выражением   tgq £ 1/ , (2.12)               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата где Fr = = =11048,809, здесь w - площадь живого сечения потока, вычисленная по глубине h₂, которая в частном случае может быть равна h_0в. tgq £ 1/ =0,009 ; q=6,7°. Длину расширяющейся части следует назначать по рекомендации Ф.И. Пикалова   l_вор » 1,25*l_пр, (2.13)   где l_пр - длина гидравлического прыжка в расширяющемся русле. Длина гидравлического прыжка, образующегося в непризматическом расширяющемся русле, может быть определена по формуле О.Ф. Васильева   l_пр = . (2.14)   где b₁ = b, l_п - длина гидравлического прыжка в призматическом русле прямоугольной формы поперечного сечения. Длина прыжка в призматическом русле может быть вычислена по одной из известных зависимостей, например, по формуле М.Д. Чертоусова   l_п = 10,3 × h^’ × ( -1)^0,81 = 10,3*0,051( -1)^0,81 = 22,612 (м), (2.15)   где h^’ - в рассматриваемом случае равна глубине в сжатом сечении h_с и приблизительно равна глубине h₂ в конце водоската быстротока. l_пр = = 22,567 (м); l_вор = 1,25*22,567 = 28,209 (м). По принятой величине длины воронки l_вор определяется ширина понизу отводящего канала по формуле   b₀ = b + 2 * tgq * l_вop = 10+2*0,009*28,209 = 10,508 (м). (2.16) Для вычисления характера сопряжения бурного потока со спокойным следует определить глубину h = h (сопряженную с глубиной в конце водоската), которая может быть найдена подбором из уравнения Ф.И. Пикалова для гидравлического прыжка в непризматическом русле = (2.17) где b = b + 2*1_пр*tgq = 10 + 2*22,567 *0,009 = 10,406 (м) - ширина потока по основанию в конце прыжка. Вторая сопряженная глубина h и длина пространственного прыжка 1_пр в расширяющемся русле меньше, чем h^" и l_п для прыжка в призматическом русле при одинаковых условиях в начальном сечении. Последнее обстоятельство должно             К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата учитываться при назначении глубины h в процессе подбора. Вторая сопряженная глубина в призматическим русле определяется из формулы   h^" = = =1,222 (м), (2.18)   где h_кр - критическая глубина, вычисленная для водоската быстротока постоянной ширины. Используя уравнение Ф.И. Пикалова, находим h_р^’’ = 7,3 (м) > h^” = 1,222 (м) .   Прежде чем выяснить форму гидравлического прыжка, необходимо определить нормальную глубину в трапецеидальном отводящем канале h₀₂ при расходе Q_в; ширине понизу b₀; значениях коэффициента откоса m₀ и уклона дна i₀₂, соответствующих указанным в задании. Нормальная глубина в отводящем канале h₀₂ может быть определена по графику К = ¦(h), порядок построения которого описан выше (см. табл. 1.1) [см. приложение рис.2.7].   Таблица 2.5 К построению графика K = ¦(h)

h, м	w, м2	c, м	R, м	C, м0,5/с	K = wС , м3/с
h1 =1			0,83	57,024	519,513
h2 = 2			1,43	62,436	1493,252

Нормальная глубина в отводящем канале h₀₂ может быть определена и на основе показательного закона Б.А. Бахметева. Предварительно следует определить значение гидравлического показателя русла для трапецеидального отводящего канала по формуле

X = 2 = 2*lg( )/lg( ) = 3,043, (2.19)

где К₁, К₂ - модули расхода, вычисленные соответственно при глубинах h₁ и h₂.

Нормальная глубина h₀₂ определяется из выражения

h₀₂ = h_i = 2*( )^{2/ 3,043} = 1,099 (м) (2.20)

где К₀ = Q_в/ ; h_i и К_i, - значения глубины потока и соответствующей ей величины модуля расхода, в качестве которых могут рассматриваться h₁ и K₁ или h₂ и K₂.

            К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата Вопрос о форме сопряжения (типе гидравлического прыжка) решается следующим образом: если h > h₀₂ - прыжок отогнан; если h = h₀₂ - прыжок в критическом положении; если h < h₀₂ - прыжок затоплен. В случае отогнанного гидравлического прыжка в целях более быстрого перехода потока из бурного в спокойное состояние в пределах выходной части устанавливаются водобойные устройства простейшего типа в виде водобойных колодцев и стенок. В курсовой работе следует рассмотреть оба типа водобойных устройств. В случае устройства водобойного колодца выходная часть быстротока без стенки падения может быть решена по схеме, приведенной на рис. 2.8. Глубина водобойного колодца с учетом перепада на выходе DZ, образующегося при движении потока через порог водобойного колодца, определяется по формуле:   d₀ = s h - (h₀₂ + DZ), (2.21)   где s - коэффициент запаса, принимаемый равным 1,05¸1,1; φ = 0,8¸0,95. DZ= = = 3,478 – 0,072 =3,406 (м), d₀ = 1,05*7,3 – (1,099 + 3,406) = 3,16 (м). Длина водобойного колодца принимается равной l_к » (0,8¸1,0)*l_пр = 0,8*22,567 = 18,054 (м). В случае устройства водобойной стенки (см. приложение рис. 2.9) определение ее высоты выполняется одним из существующих способов, например, как это показано ниже. Предварительно необходимо определиться с формой поперечного сечения водобойной стенки, представляющей собой полигональный водослив практического профиля. Полагая водобойную стенку прямоугольной, следует принять коэффициент расхода m_с = 0,42 и коэффициент скорости j = 0,95 . Напор над стенкой определяется следующим образом:   (H₀)₁ = ( )^2/3, (2.22) где s_п - коэффициент подтопления стенки, который в первом приближении принимается s_п = 1.               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата Скорость потока перед стенкой   (V₀)₁ = . (2.23)   Без учета скоростного напора (V₀) /2g геометрический напор над стенкой составит   (H_ст)₁ = (H₀)₁ - . (2.24)   Тогда высота стенки будет   C₁ = s × h - (H_ст)₁. (2.25)   Расстояние l₁ от конца водоската до стенки следует принять равным длине прыжка l_пр. Далее следует выяснить характер сопряжения потока за стенкой для чего необходимо определить вторую сопряженную глубину (h )₁ за стенкой, рассматривая ее как водослив с коэффициентами расхода и скорости m_с = 0,42 и j = 0,8¸0,95 и пользуясь одним из методов, приведенных в [2, 3, 4] или в прил. 2. Если (h )₁ > h₀₂, и то за стенкой образуется отогнанный гидравлический прыжок следует установить еще одну водобойную стенку, которая обеспечит затопление прыжка и водобойной стенки. В этом случае водобойная стенка будет работать как водослив затопленный, и необходимо уточнить величину (H₀)₁, поскольку коэффициент подтопления s_п < 1. Величину s_п рекомендуется определять по графику А.А. Угинчуса, приведенному на рис. 2.10.                 К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата Длина воронки при n водобойных стенок определяется по формуле   l_вор = l_пр + n × l_ст + + l_з, (2.26)   где - сумма расстояний между стенками; l_з = 3¸4, м. Для определения коэффициента s_п предварительно вычисляется (Z_n)_i = (h )_i - (h )₁₊₁ и .Критическая глубина потока в расширяющемся русле выходной части быстротока определяется формулой   (h_кр)_i = . (2.27)   s_п=1; (H₀)₁ = ( )^2/3= 1,540 (м); (V₀)₁ = = 0,464 (м/с); (H_ст)₁ = 1,540 - = 1,529 (м); C₁ = 1,05*7,3 - 1,529 = 6,136 (м); (h )₁=2,855 (м). Так как (h )₁ > h₀₂, то за стенкой образуется отогнанный гидравлический прыжок и следует установить еще одну водобойную стенку. Уточним величину (H₀)_1. (h_кр)₁ = = 1,106 (м); (Z_n)₁ = 7,3 – 2,855 = 4,445 (м); s_н=1; (V₀)₁ = = 1,216 (м/с); Указанные гидравлические параметры потока могут быть получены из формул   (l_пад)₁ = 1,33 , (2.30)               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата (l_п)₁ = 3 × (h )₁. (2.31) s_п = 1;   (l_пад)₁ = 1,33 = 4,239 (м);   (l_п)₁ = 3*2,855 = 8,565 (м);   l_1-2 = 4,239 + 8,565 = 12,804 (м);   l = 22,567 + 12,84 + 1,0 = 36,371 (м);   b = 10+2*36,371*0,009 = 10,655 (м); (H₀)₂ = ( )^2/3 = 1,516 (м); Скорость водного потока между первой и второй стенкой определится из формулы   (V₀)₂ = , (2.29)   (V₀)₂ = = 1,216 (м/с);   Высота второй водобойной стенки С₂ определится из формулы   C₂ = s*(h )₁ - (H_ст)₂, (2.28)   где (H_ст)₂ = (H₀)₂ , (H₀)₂ = ( )^2/3.   где b = b + 2 × l × tgq; l = l_пp + l_1-2 + l_cm; l_cm = l,0 м. В приведенной формуле l_1-2 определяет расстояние между первой и второй стенками, которое определяется выражением l_1-2 = (l_пад)₁ + (l_п)₁, где (l_пад)₁ - дальность падения струи, сходящей с первой стенки; (l_п)₁ - длина прыжка, образующегося за первой стенкой.               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата (H_ст)₂ = 1,516 = 1,441 (м); С₂ = 1*2,855 – 1,441 = 1,414 (м);   (h )₂ = 1,915 (м); (h_кр)₂ = = 1,089 (м);   (Z_n)₂ = 7,3 – 1,915 = 5,385 (м);   = = 3,494; s_п = 1. (l_пад)₂ = 1,33 = 1,33 = 2,239 (м);   (l_п)₂ = 3*(h )₂ =3*1,915 = 5,745 (м);   l_2-3 = 5,475 + 2,239 = 7,984 (м);   l = 22,567 + 7,984 = 30,551 (м); b = b + 2 × l × tgq = 10+2*30,551*0,009 = 10,550 (м); (H₀)₃ = ( )^2/3 = ( )^2/3 = 1,526 (м); (V₀)₃ = = = 1,831 (м/с); (H_ст)₃ = (H₀)₃ = 1,526 = 1,355 (м); С₂ = 1*1,915 – 1,355 = 0,56 (м); (h )₂ = 1,568 (м). Так как (h )₂ > h₀₂, то за стенкой образуется отогнанный гидравлический прыжок и следует установить еще одну водобойную стенку. (h_кр)₃ = = 1,096 (м);   (Z_n)₂ = 7,3 – 1,568 = 5,732 (м);   = = 3,695; s_п = 1;                 К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата   (l_пад)₂ = 1,33 = 1,33 = 1,657 (м);     (l_п)₂ = 3*(h )₂ =3*1,509 = 4,527 (м);   l_2-3 = 1,657 + 4,527 = 6,184 (м); l = 22,567 + 6,184 = 29,751 (м);   b = b + 2 × l × tgq = 10+2*29,751*0,009 = 10,535 (м);   (H₀)₃ = ( )^2/3 = ( )^2/3 = 1,527 (м); (V₀)₃ = = = 2,327 (м/с); (H_ст)₃ = (H₀)₃ = 1,527 = 1,251 (м); С₃ = 1*1,509 – 1,251 = 0,258 (м); (h )₃ = 1,336 (м). (h_кр)₄ = = 1,097 (м); (Z_n)₄ = 7,3 – 1,336 = 5,964 (м); = = 5,13; s_п = 1. (H₀)₄ = ( )^2/3 = 1,529 (м); (H_ст)₄ = 1,529 = 1,176 (м); C₄ = s × (h )₂ - (H_ст)₄ = 1*1,336 – 1,176 = 0,16 (м); (h )₄ = 1,264 (м). Расчет прекращаем, нет необходимости в 5 стенке.                 К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата 3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВОДОСЛИВНОЙ ПЛОТИНЫ В курсовой работе выполняется расчет водосливной плотины с вертикальным уступом, устраиваемым с целью отбросить струю в нижний бьеф на такое расстояние, чтобы образующийся в месте падения струи размыв русла был безопасным для устойчивости сооружения. Водосливная плотина выполняется в виде водослива практического профиля с криволинейным очертанием сливной грани. Расчетный расход воды через водосливную плотину опреде­ляется по формуле   Q_вод = Q_max – 0,8Q = 1100 – 0,8*210 = 932 (м³/с), (3.1)   где Q_max - максимальный расход в реке расчетной обеспеченности, м³/с. Общая ширина водосливного фронта водосливной плотины В_в равна: В_в = Q_вод/q _р = =18,64 (м), (3.2) где q _р - удельный расчетный расход в нижнем бьефе водосливной плотины, который следует принять равным 50¸70 м²/с. После определения суммарной ширины водосливного фронта следует, учитывая рекомендации [6], подобрать ширину b_п и число пролетов n_n таким образом, чтобы В = b_n × n_n ³ В_в. Принятые значения b_n = 3 м и n_n = 8 , а также определяемую ими суммарную ширину пролетов в свету В=21 в дальнейших расчетах следует рассматривать как один из возможных вариантов. Например, если В_в = 47,6 м, можно принять 6 пролетов по 8 м или 4 пролета - по 12 м (ширину пролета меньше 6 м и более 14 м принимать не рекомендуется). Полный напор на гребне водосливной плотины определяется по формуле   = = 7,478 (м), (3.3)   где m - коэффициент расхода водослива, в первом приближении m_в = 0,49; e' - коэффициент сжатия, также в первом приближении e' = 1. Определив в первом приближении величину H , последнюю можно уточнить путем учета явления сжатия потока на гребне водослива, что можно сделать, вычислив e" по формуле   e" = 1 – 0,1*n _c*x* = 1 – 0,1*11,2* = 0,601, (3.4)   где n_с = 2n_n - общее число боковых сжатий для всего водосливного фронта; x - коэффициент формы оголовков промежуточных быков, который может быть принят x = 0,7 [1].                 К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата = 10,45 (м). (3.5) Геометрический напор на гребне водосливной плотины определяется по формуле   = 10,45 – = 10,353 (м), (3.6)   где V₀ - скорость подхода потока к водосливу, м/с. Отметка гребня водослива определяется по формуле   ÑГВ¢ = ÑФПУ – (H_ст)₁ =230 – 10,353 = 219,647 ( м БС), (3.7) где ÑФПУ -отметка форсированного подпорного уровня, м БС. Геометрический напор на гребне водослива при нормальном подпорном уровне водохранилища ÑНПУ равен   (H_ст)₂ = ÑНПУ - ÑГВ¢ = 229 – 219,647 = 9,353 (м). (3.8)   Полученная величина (Н_ст)₂ должна быть приведена в соответствии с требованиями [6], и принятое значение в дальнейших расчетах считается профилирующим (проектным) напором Н_пр = 9,0 (м). Построение оголовка водосливной плотины - водослива с безвакуумным криволинейным профилем - выполняется по координатам, приведенным в прил. 3. В настоящей работе предлагается использовать координаты для построения безвакуумного водослива с оголовком профиля В по данным Кригера. Поскольку табличные значения координат приведены для напора H = 1, их необходимо умножить на величину Н_пр. Далее следует оценить пропускную способность водослива при отметке ÑФПУ, для чего необходимо определить отметку гребня водослива: ÑГВ" = ÑНПУ – Н_пр = 229 – 9,0 = 220 (м БС). (3.9)   Геометрический напор на гребне при отметке ÑФПУ определяется выражением   (Н_ст)₃ = ÑФПУ – ÑГВ" = 230 – 220 = 10 (м). (3.10)   Уточненный коэффициент расхода водослива определяется по формуле Н.Н. Павловского m = s_ф × s_н × m_н , (3.11)   где s_ф - коэффициент формы; s_н - коэффициент полноты напора; m_н = 0,504 .               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата Значение коэффициента s_ф принимается в зависимости от углов a₁ = 35⁰ и a₂ = 60⁰ и от величины С/Р_в = 0,962 (прил. 4). Высота водослива со стороны верхнего бьефа Р_в определяется как разность отметок гребня водослива и дна   Р_в = ÑГВ" – ÑD_в = 220 – 195 = 25 (м). (3.12)   Построение напорной грани водослива, изображенного на рис. 3.1, следует выполнять исходя из конструктивных особенностей, приняв, например, угол a₁ = 35°, а величину С » 0,9*Р_в. Значение коэффициента полноты напора s_н определяется в зависимости от угла a₁=35° и отношения (H_cт)₃/H_np = 10,0/9,0 = 1,11 по таблице, приведенной в прил. 5. Уточненное значение коэффициента расхода m с учетом s_ф = 0,956 и s_н = 1,006 позволяет определить расход воды через водослив при отметке в водохранилище, равной ÑФПУ: m = 0,956*1,006*0,504 = 0,485.   Q , (3.13) где e¢¢¢ - коэффициент сжатия, вычисленный по приведенной выше формуле при H₀ = H . H = (Н_ст)₃ + = 10,0 + = 10,097 (м) - полный напор на гребне водослива при ÑФПУ, вычисленный в предложении неизменности скорости подхода V₀. e¢¢¢ = 1 – 0,1*16*0,7* = 0,462; Q = 0,485*0,462*21 (10,097)^3/2 = 668,647 (м³/с).   Полученная величина Q сравнивается c Q_вод ,причем должно выполняться условие: Q > Q_вод , в противном случае пропускная способность водослива недостаточна, о чем делается вывод без проведения дополнительных расчетов. В нашем случае это условие не выполняется, значит, пропускная способность водослива недостаточна. Для сопряжения сливной грани с отметкой, определяемой положением носка- уступа, следует воспользоваться значениями сопрягающих радиусов R в зависимости от напора на водосливе и высоты водосливной плотины в нижнем бьефе (прил. 6).R = 14,4 (м), при Р_н = 17 (м). Далее необходимо выбрать отметку вертикального уступа c носком из условия обеспечения максимальной дальности полета струи. Дальность отброса струи L_c при скорости V_c схода струи с носка, направленной под углом a_н (cм. приложение рис. 3.1), определяется по формуле               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата , (З.14)   где Z - перепад между верхним и нижним бьефами с учетом скорости подхода, м; Z₁ - полный напор над носком-трамплином, м; k_а - коэффициент, учитывающий влияние аэрации и расщепления струи в полете; j - коэффициент скорости, учитывающий потери напора на всем водосбросном тракте вплоть до выходного сечения носка-трамплина; h_с -глубина потока на сходе с носка.   Значение скорости потока V_c и его глубина h_c на сходе с носка могут быть приблизительно определены по следующим зависимостям   V_c = j = 0,958* = 21,177 (м/с), h_c = q/ V_c = 31,840/21,177 = 1,503(м), (3.15)   где q = Q/B = 668,647/21 = 31,840 (м²/с) - удельный расход, определенный в предположении, что раздельный бык полностью разделяет поток в пределах смежных водосбросных отверстий. Коэффициент скорости j определяется по зависимости   =1 – 2*10^-3( )^4/3 = 0,958, (3.16)   где Z₁ и Н - полный напор (с учетом скоростного подхода) соответственно над уступом и на гребне водослива, м; = = 1,505 (м) - критическая глубина потока. Коэффициент k_а принимается равным 1 при значениях числа Фруда в сечении потока на сходе с носка-трамплина Fr = < 30¸35; при больших значениях Fr коэффициент k_а может быть принят равным 0,8¸0,9. Fr = Угол входа струи под уровень нижнего бьефа определяется по формуле   , (3.17)               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата где Z₂ » 2¸1 м. Средняя скорость входа струи под уровень нижнего бьефа без учета аэрации, потерь энергии и распада струи вычисляется по зависимости   V_вх = j = 0,958* = 22,011 (м/с). (3.18)   Чем ниже расположен носок-трамплин, тем дальше отброс струи, поэтому для увеличения дальности отброса струи носок следует располагать ниже. В курсовой работе отметка верха носка принимается равной УНБ_max , а величину угла наклона a_н, которая при соответствующем значении n = Z₁/Z = 24,907/26,907 = 0,926 обеспечивает наибольшую дальность отброса струи, определяется по формуле   = 0,958* =0,959, (3.19) a_н=30,0°. tgθ = , Для предварительных расчетов максимальной глубины воды в воронке рамыва скального русла, считая, что основание представлено породами с развитой трещиноватостью, следует воспользоваться формулой А.Г. Соловьевой = (3.20) = (0,1+0,45 )* * *1,503 = 13,561 (м), где h = 8,0 м- максимальная глубина воды в нижнем бьефе; d - средняя крупность скальных отдельностей, равная диаметру эквивалентного по объему шара, м; Fr = V /(g × h_c) - число Фруда, вычисляется по средней скорости и глубине потока в сечении на сходе потока с трамплина. В курсовой работе среднюю крупность скальных отдельностей следует принять равной d =(0,15¸2,5) м. Z₂ + h_p = 2 + 13,561 = 15,561 (м); L₁=1* = 57,988 (м).               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ   1. Чугаев Р. Р. Гидравлика / Р. Р. Чугаев. - М.: Энергия, 1977. - 600 с.   2. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений : справ. пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1988. -624 с.     3. Справочник по гидравлическим расчетам / под ред. П. Г. Ки­селева. - М.: Энергия, 1975. — 352 с.   4. Чертоусов М. Д. Гидравлика (специальный курс) / М. Д. Чертоусов. – Л.: Госэнергоиздат, 1957. - 640 с.     5. Справочник по гидравлике / под. ред. В. А. Большакова. -Киев : Вища школа, 1984. - 343 с.   6. СНиП 33-01-2003. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования.             К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата     ПРИЛОЖЕНИЕ             К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата               К.Р. КИОВР – 9 – 08. Лист             Изм. Лист № докум. Подп. Дата