5.5 Сопрягающее сооружение (консольный перепад)

Гидравлический расчет консольного перепада заключается в расчеты быстротока, определения дальности полета струи и размеров воронки размыва. Дальность полета струи при горизонтальной консоли:

l₁=0.45*ц*V* (p+ h) ^1/2= 0,45*0,86*8,65*(5+1,16)^1/2=8,31м

где ц - коэффициент скорости, зависящий от высоты падения струи;

h- глубина воды в конце консоли (принимается равной глубине, вычисленной в конце быстротока h₂);

V - скорость в конце быстротока;

p - высота падения струи.

Скорость входа падающей струи в воду воронки размыва

V₀= (V²_x + V²_y)^1/2=(8,04²+9,45²)^1/2=12,4м/с

V²_x, V²_y - горизонтальная и вертикальная составляющие скорости входа в воронку размыва, м/с/

Горизонтальная составляющая определяется по формуле:

V_x=ц*V=0.93*8,65=8,04 м/с

А вертикальная по формуле:

V_y= ц*=0,86*(2*9,81*(5+1,16))^1/2=9,45 м/с

Длина растекания падающей струи в воронке размыва

L=1.4*q*lgV₀/(K*V_доп)=1,4*293/29,2*lg12,4/(0,75*0.66)=31.03 м

где q - удельный расход в месте падения струи в воду воронки размыва, м/с²;

V_доп - допустимая скорость для грунта в воронке размыва, м/с (приложение 2,3 [2]);

К=0,7…0,8 - коэффициент уменьшения допускаемой скорости.

Наибольшая глубина воды в воронке размыва

t=A*K_р*=

=1*1,4*[293/29,2*(5+12.4²/2/9,8)^1/2)^1/2]=8.4 м

где А - коэффициент аэрации, принимаемый по таблице в зависимости от глубины воды (h) и скорости (V) в конце консоли, А=;

К_р - коэффициент размыва, принимается в зависимости от рода грунта и угла наклона струи, входящей в воронку размыва.

Глубина воронки размыва (от дна отводящего канала):

t₁=t-h_НБ=8.4-5=3.4 м.