Компенсирующая роль плесовых лощин при дноуглублении.

В меженный период времени наибольшие уклоны свободной поверхности в естественном русле наблюдаются на перекатах. Уклоны в плесовых лощинах значительно меньше, и движение воды в них становится близким к равномерному.

Разработка дноуглубительной прорези на перекате приводит к снижению отметки уровня воды на его напорном скате. На вышележащем участке образуется кривая спада, которая частично (или полностью) выклинивается в пределах верхней плесовой лощины.

В расчетном смысле задача состоит в определении величины понижения уровня воды d Z₁ в верхнем конце плесовой лощины, если понижение d Z₂ в ее нижнем конце известно. Схема расчета в рамках одномерной модели для одной морфологической пары перекат – плесовая лощина приведена на рис. 4.2. Данная схема предполагает, что ниже первого разрабатываемого переката (сечение 3-3) снижения уровня воды не происходит.

 

Рис. 4.2. Схема расчета кривых спада в плесовых лощинах

 

Основное дифференциальное уравнение установившегося неравномерного движения жидкости можно представить в виде

                                                                              (4.7)

Если пренебречь изменением кинетической энергии по длине потока, получим

                                                                                         (4.8)

где: K и K₀ – соответственно модули расхода, отвечающие бытовой глубине h и глубине равномерного движения h₀.

 

Разделяя переменные и интегрируя это уравнение от сечения 1-1 до сечения 2-2, расстояние между которыми равно l, получим

                                                                     (4.9)

где: h₀ – нормальная глубина в плесовой лощине, отвечающая равномерному движению воды;

h₂ = h₂/ h₀ – относительная глубина в нижнем конце плесовой лощины;

h₁ = h₁/ h₀ – относительная глубина в верхнем конце плесовой лощины.

Затруднения в выполнении расчетов по уравнению (4.9) состоят в том, что часто отсутствуют сведения о величине коэффициента Шези, входящего в выражение для модуля расхода. Учитывая ориентировочный характер такого рода вычислений, решение может быть получено на основе разработанной Б.А. Бахметевым универсальной показательной зависимости для модулей расхода, которая записывается в виде

                                                                                      (4.10)

где: n – гидравлический показатель русла.

 

Принимая значение гидравлического показателя русла для плесовых лощин равным n = 4, а также, ограничивая область изменения переменных, входящих в уравнение (4.9), следующими пределами – 0.9£h₂£0.999 и 0.01£il/ h₀£0.2, получаем окончательное решение в виде

                                       ,                              (4.11)

где: m = il/0.112·h₀.

 

С помощью этой зависимости может быть определена величина коэффициента K_c, характеризующего степень выклинивания кривой спада в плесовой лощине

                                          .                                (4.12)

Анализируя (4.12), нетрудно убедиться, что значения K_с слабо убывают с уменьшением величины h₂. При этом, чем сильнее понижается уровень воды на перекате, тем сравнительно быстрее он восстанавливается в верхней плесовой лощине. Относительно более длинные и менее глубокие плесовые лощины, имеющие большие значения параметра m, характеризуются более высокой степенью компенсации снижения уровней.

 

---

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 404; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!