Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчет параметров волны прорыва

 

3.3.4.2.1 Перед расчетом параметров волны прорыва русло реки, по которому перемещается волна прорыва, условно делится на расчетные участки. Первый участок начинается от плотины, второй участок начинается после первого, третий участок - после второго и т.д. В начале каждого участка расположен створ участка, номер створа совпадает с номером участка (то есть учаcток с номером i начинается створом с номером i и завершается створом с номером i+1). Первый створ соответствует бреши в разрушенной плотине. Створы участков, начиная со второго, выбираются в районе расположения промышленных объектов или населенных пунктов для прогнозирования влияния волны прорыва на промышленные объекты и населенные пункты.

3.3.4.2.2 Исходными данными для расчетов параметров волны прорыва являются:

– площадь зеркала водохранилища (площадь затопления) – SB, м2;

– ширина водохранилища перед плотиной – ВВ, м;

– глубина водохранилища у плотины – НB, м;

– глубина реки ниже плотины – hб, м;

– ширина прорыва – ВП, м;

– объем водохранилища – WB

 

, м3, (3.3.29)

 

где: НВ – глубина водохранилища у плотины, м;

SВ – площадь зеркала водохранилища (площадь затопления), м2;

– уклон дна реки - i;

– характеристика русла реки и поймы;

– параметр, характеризующий форму поперечного сечения реки - m, который принимается по рис. 3.3.3;

– длина участков русла реки между расчетными створами L, км.

3.3.4.2.3 В процессе расчета параметров волны прорыва формируются следующие результаты:

- время добегания фронта волны прорыва до заданного створа, отсчитываемое от момента времени разрушения гидроузла, ч;

- высота волны прорыва относительно бытового уровня воды в реке у заданного створа, м;

- скорость волны прорыва у заданного створа;

- время прохождения волны прорыва через заданный створ, отсчитываемое от момента времени добегания фронта волны прорыва до заданного створа, ч.

При расчете параметров волны прорыва принимаются следующие допущения:

– разрушение гидроузла, или его части, происходит мгновенно;

– степень разрушения напорного фронта (линии сооружений), поддерживающих напор гидроузла, определяется шириной прорыва в метрах по урезу воды в водохранилище (под урезом воды понимается линия пересечения водной поверхности любого бассейна (водотока рек или водоёма) с поверхностью суши);

- считается, что брешь образуется одна и находится в самом глубоком месте;

– глубина бреши считается доходящей до дна водохранилища;

– изменение бреши с течением времени не учитывается, ее форма и размеры считаются постоянными;

– инерционные силы, при определении времени опорожнения водохранилища, не учитываются, т.е. считается, что уровень воды в водохранилище при его опорожнении, все время остается горизонтальным;

– река по длине считается состоящей из участков с однородными ширинами, глубинами, уклонами и шероховатостями (расчетных участков);

– расчет основных параметров волны прорыва производится по динамической оси потока.

3.3.4.2.4 Расчет параметров волны прорыва выполняется в нижеприведенной последовательности.

1. Определение высоты волны прорыва у плотины НВ1 :

 

НВ1 = 0,6 НB – hб , м, (3.3.30)

 

где: НВ – глубина водохранилища у плотины, м;

hб – глубина реки ниже плотины, м.

2. Определение скорости движения волны прорыва ниже створа плотины V1СТ:

– скорость движения волны прорыва ниже створа плотины в км/ч, определяется по табл. 3.3.2, в зависимости от значения уклона дна реки (i) и характеристик русла и поймы ниже створа плотины.

3. Определение времени прохождения волны прорыва через створ разрушенной плотины (время полного опорожнения водохранилища) T1:

 

, ч, (3.3.31)

 

где: WB – объем водохранилища, м3;

А – коэффициент кривизны водохранилища (для ориентировочного расчета принимается равным – 2);

m – параметр, характеризующий форму русла реки (смотри рис. 3.3.3);

ВП – ширина прорыва, м;

НB – глубина водохранилища у плотины, м.

4. Определение времени пробегания фронтом волны прорыва 1-го участка (от 1-го до 2-го створа) t1:

 

, ч, (3.3.32)

 

где: L1 – длина 1-го участка реки, км;

V1 – средняя скорость движения волны прорыва на 1-м участке в км/ч, определяемая по табл. 3.3.2, в зависимости от средних значений уклона дна реки (i) и характеристик русла и поймы на 1-м участке.

5. Определение высоты волны прорыва у 2-го створа НВ2 и времени прохождения волны прорыва через 2-й створ T2:

- вычисляется значение отношения ;

- для вычисленного значения выбираем строку в табл. 3.3.3 со значениями и ; если строка по значению не выбрана, вычисляем значения и , используя линейную интерполяцию;

- используя выбранное (вычисленное) значение , вычисляем значение высоты волны прорыва у второго створа ;

- используя выбранное (вычисленное) значение , вычисляем значение времени прохождения волной прорыва второго створа .

6. Определение скорости движения волны прорыва у 2-го створа плотины V2СТ:

– скорость движения волны прорыва у 2-го створа плотины в км/ч, определяется по табл. 3.3.2, в зависимости от значения уклона дна реки (i) и характеристик русла и поймы у 2-го створа плотины.

7. Определение времени пробегания фронтом волны прорыва 2-го участка t2:

 

, ч, (3.3.33)

 

где: L2 – длина 2-го участка реки, км;

V2 – средняя скорость движения волны прорыва на 2-м участке в км/ч, определяемая по табл. 3.3.2, в зависимости от средних значений уклона дна реки (i) и характеристик русла и поймы на 2-ом участке.

8. Определение высоты волны прорыва у 3-го створа НВ3 и времени прохождения волны прорыва через 3-й створ T3:

- вычисляется значение отношения ;

- по вычисленному значению , выбираем строку в табл. 3.3.3 со значениями и ; если строка по значению не выбрана, вычисляем значения и , используя линейную интерполяцию;

- используя выбранное (вычисленное) значение , вычисляем значение высоты волны прорыва у 3-го створа ;

- используя выбранное (вычисленное) значение , вычисляем значение времени прохождения волной прорыва 3-го створа ;

9. Определение скорости движения волны прорыва у 3-го створа плотины V3СТ:

– скорость движения волны прорыва у 3-го створа плотины в км/ч, определяется по табл. 3.3.2, в зависимости от значения уклона дна реки (i) и характеристик русла и поймы у 3-го створа плотины.

10. Определение времени пробегания фронтом волны прорыва 3-го участка t3:

 

, ч, (3.3.34)

 

где: L3 – длина 3-го участка реки, км;

V3 – средняя скорость движения волны прорыва на 3-м участке в км/ч, определяемая по табл. 3.3.2, в зависимости от средних значения уклона дна реки (i) и характеристик русла и поймы на 3-ем участке.

11. Определение высоты волны прорыва у 4-го створа НВ4 и времени прохождения волны прорыва через 4-й створ T4:

- вычисляется значение отношения ;

- по вычисленному значению , выбираем строку в табл. 3.3.3 со значениями и ; если строка по значению не выбрана, вычисляем значения и , используя линейную интерполяцию;

- используя выбранное (вычисленное) значение , вычисляем значение высоты волны прорыва у 4-го створа ;

- используя выбранное (вычисленное) значение , вычисляем значение времени прохождения волной прорыва 4-го створа .

12. Определение скорости движения волны прорыва у 4-го створа плотины V4СТ:

– скорость движения волны прорыва у 4-го створа плотины в км/ч, определяется по табл. 3.3.2, в зависимости от значения уклона дна реки (i) и характеристик русла и поймы у 4-го створа плотины.

13. Расчет времени пробегания волной прорыва последующих участков и параметров волны прорыва у последующих створов выполняется аналогично рассмотренным участкам и створам. Время добегания фронта волны прорыва до рассматриваемого створа вычисляется как сумма времен пробегания фронта волны прорыва через все участки, предшествующие рассматриваемому створу.

 

Таблица 3.3.2

Средняя скорость движения волны прорыва (км/ч) для исходных характеристик русла и поймы реки и уклона дна реки

Характеристики русла и поймы рек   Уклон дна реки
i=0,01 i=0,001 i=0,0001
Скорость движения, км/час
Слабоизвилистые реки с крутыми берегами и узкими поймами 7,5
Реки с хорошо разработанным руслом, с узкими и средними поймами (без больших сопротивлений)       3,5
Извилистые реки с заросшими или неровными каменистыми поймами (с расширениями и сужениями поймы)     5,5   1,5
Реки с широкими затопленными поймами 0,75

Примечание. Если исходное значение уклона дна реки i отличается от значений, приведенных в таблице, для вычисления средней скорости движения волны прорыва используется линейная интерполяция.

 

Таблица 3.3.3

Значения отношений высоты волны прорыва и продолжительности ее прохождения через створ

t11 НВ2В1 Т21
0,00
0,1 0,9 1,1
0,25 0,8 1,3
0,4 0,7 1,5
0,55 0,6 1,6
0,7 0,5 1,7
0,95 0,4 1,9
1,25 0,3 2,2
1,5 0,3 2,6

Примечания:

1. В таблице используются следующие обозначения:

t1 – время пробегания фронтом волны прорыва 1-го участка, ч;

HB1 – высота волны прорыва у створа разрушенной плотины, м;

HB2 – высота волны прорыва у 2-го створа, м;

T1 – время прохождения волны прорыва через створ разрушенной плотины, ч;

T2 – время прохождения волны прорыва через 2-й створ, ч.

2. При больших значениях t11 ориентировочно можно принимать НВ2В1= 0,3, а Т21 = 2,8.

3. Данные таблицы справедливы для второго створа, при определении параметров волны в третьем створе t11 заменяется отношением t2/(Т2 + t1), в четвертом створе t11 заменяется отношением t3/(Т3 + t1 + t2) и т.д.

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-20

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...