Установление расчетного расхода

Поскольку расход половодья  больше расхода паводка , то расчетным расходом будет  для определения параметров трубы.

Назначение параметров водопропускной трубы

Определение сечения трубы

Назначаем высоту трубы в свету h_трпо формуле:.

Где  –высота насыпи (приведено в задании)

 – конструктивная ширина стенки трубы (для труб прямоугольного сечения принимается равной 0,3 м)

 – высота засыпки над трубой (примем равной 0,5 м)

Учитывая, что шаг типовых размеров труб по высоте равен 0,5 м, примем в первом приближении  кратной3,5 м.

Ширина отверстия трубопровода b_тр назначается в зависимости от пропускной способности трубопровода при критической глубине для необтекаемых оголовков по таблице 11.10 [1].

Параметры трубы:

;

Тип оголовка – I.

,

в другом случае следует увеличить ширину погонного метра.

Определение длины водопропускной трубы

Где  – длина трубы

 – ширина насыпи поверху (приведено в задании)

 – коэффициент заложение откосов (приведено в задании)

– высота насыпи (приведено в задании)

 – наибольшая высота трубы (см. п. 2.1)

 – толщина стенки трубы прямоугольного сечения (см. п. 2.1)

Гидравлические расчеты

Определение нормальной глубины в отводящем канале

Расчёт выполнен методом подбора в табличной форме при следующих условиях:

 – расход (см. п. 1.4)   

– ширина по дну (приведено в задании)

– коэффициент заложение откосов (приведено в задании)

 – уклон отводящего русла (приведено в задании)

– коэффициент шероховатости (приведено в задании)

 , если

 , если

– гидравлический радиус,

 – площадь живого сечения,

 – смоченный периметр,

 - коэффициент Шези, ;

 – расход, .

1	8	9,8	0,8	38,3	6,1
3	30	15,5	1,9	46,7	43,2
2	18	12,657	1,422	43,009	20,642
1,53					13,8

Принимаем  равным1,53 м.

Определение критической глубины в трубе

Для русла прямоугольного сечения  определим по формуле:

Где

 – расход (см. п. 1.4)

– ширина трубы (см. п. 2.1)

3.3. Определение условий затопления и полного напора перед трубой Н₀

В первом приближении условия затопления оцениваются из неравенства:

 – труба не затоплена.

Полный напор перед трубой для не затопленного водослива определяется по формуле:

 – расход, м³/с (см. пункт 1.4)

– коэффициент расхода для входа с раструбными стенками, принимается равным 0,35

 – ширина трубы (см. пункт 2.1)

Геометрический напор перед трубой:

Где

 –скорость в подводящем русле, принимается равной 1 м/с

 – принимается равным 1

3.4. Определение глубины в сжатом сечении h_c и сопряженной с ней h_c″

Для прямоугольного сечения трубы используем метод Агроскина, в соответствии с которым вычисляется вспомогательная функция:

Где

 – расход (см. пункт 1.4)

– коэффициент скорости, принимается равным 0,95

– геометрический напор перед трубой (см. пункт 3.3)

 – ширина трубы (см. пункт 2.1)

Величины  и  получаем путем интерполирования из таблицы 12.1 [1].

Вычисляем  и  по формулам:

 – глубина в сжатом сечении, м

Определение критического уклона трубы

Где:

 – расход (см. пункт 1.4);

 – живое сечение, м²

 – критическая глубина в трубе (см. пункт 3.2);

 – смоченный периметр, м

 – гидравлический радиус, м

Где:

 для

Определение нормальной глубины в трубе

Расчёт выполнен методом подбора в табличной форме при следующих данных:

 – расход (см. пункт 1.4);

– ширина трубы (см. пункт 2.1);

–требуемый уклон в трубе (по заданию);

;

, если ;

, если ;

 – площадь живого сечения, ;

 – смоченный периметр, ;

– гидравлический радиус ;

 - коэффициент Шези, ;

 – расход, .

1	4	6	0,67	66,46	5,757
3	12	10	1,2	73,41	25,531
1,81					13,8

Нормальная глубина в трубе