Гідравлічний розрахунок водозабірної споруди

 

Водозабірну споруду, в подальшому водозабір, влаштовують у вигляді водозливу з широким порогом. В його нижньому ярусі розташовані донні промивні галереї.

Гідравлічним розрахунком необхідно визначити розміри водозабору, що забезпечують забір заданих витрат води а також безпечні умови спряження б’єфів. Розрахункова схема представлена на
рис. 2.1.

Водозабір має кількість прольотів 2÷3, інколи рівне числу камер відстійника (з шириною кожного прольота водозабора 2,5÷3,0 м.).

Відмітка порога водозабору зазвичай рівна відмітці дна аванкамери, отже глибина води на порозі водозабора рівна глибі води в аванкамері (). Глибину води в аванкамері приймають 1,5÷2,5 м. і досить часто вона рівна глибині води в магістральному каналі ().

В курсовому проекті орієнтовно значення глибини води на порозі водозабора приймають в залежності від витрати у весняно-літній період по таблиці 2.1. додаток 2.

Відмітку порога водозабора знаходять за рівнянням

, м. (2.1)

Різницю рівнів води у верхньому б’єфі і на порозі водозабора для забезпечення заданого забору води визначають із рівняння витрати води через затоплений водозлив з широким порогом.

 

Рисунок 2.1 - План водозабірного вузла: 1 – водозабірна споруда; 2 – донні промивні галереї; 3 – магістральний канал; 4 – щитова гребля; 5 – водозливна гребля; 6 – земляна гребля; 7 – струмененапрямні греблі.

 

 

 

Рисунок 2.2 - Схема до гідравлічного розрахунку бокового водозабора з донними промивними галереями.

, м, (2.2)

де – витрати води, приймають рівною витраті води у весняно-літній період , м³/с, відповідно до завдання;

– коефіцієнт, що враховує втрати напору на боковий відвід і залежить від кута відводу , визначають по таблиці 2.2, додаток 2;

– коефіцієнт бокового стиснення потоку, попередньо приймають рівним =0,90÷0,95;

– коефіцієнт швидкості, що залежить від типу порога водозабора, приймають по таблиці 2.3, додаток 2;

– стандартна ширина одного прольоту, приймають згідно таблиці 2.4, додаток 2 (часто =2,5÷3,0 м);

– кількість прольотів, 2÷3;

– глибина води на порозі регулятора, м.

Якщо по розрахунку різниця рівнів води менше 0,25 м, то фактично приймаємо =0,25 м.

Знаходять нормальний підпірний рівень в першому наближенні

, м. (2.3)

Визначають напір води на порозі водозабору

, м. (2.4)

Уточнюють коефіцієнт бокового стиснення потоку по формулі Замаріна Е.А.

, (2.5)

де – коефіцієнт, що залежить від форми передньої грані бика, приймають по таблиці 2.5. додатка 2.

Перераховують перепад рівнів за рівнянням (2.2) враховуючи уточнений коефіцієнт бокового стиснення та уточнюють відмітку НПР за рівнянням (2.3).

Загальна ширина водозабора з врахуванням ширини биків

, м, (2.6)

де – товщина бика

, м. (2.7)

Відмітка рівня води у верхньому б’єфі в осінньо-зимовий період при заборі витрат дорівнює

, м, (2.8)

– мінімальна різниця рівнів у верхньому б’єфі і на порозі водозабора в осінньо-зимовий період, знаходять по рівнянню (2.2) підстановкою в нього .