Основы инженерной гидрологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)»

Кафедра « Проектирование дорог»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Основы инженерной гидрологии

Выполнил: студент Попов П.И.

Группа АДсп 10Z1

Проверил преподаватель: Троян Т.П.

Омск -2013

1.Описание водных ресурсов Земли

водный гидрологический русло поток

Водными ресурсами Земли называют воды, пригодные для практического использования. К ним относятся почти все воды земного шара- речные , воды озёр , морские , подземные , почвенная влага , лёд горных ледников и полярных «шапок» , а также водяные пары атмосферы - исключение составляют только воды , физически или химически связанные с минералами или биомассой.

Однако с точки зрения водообеспечения к водным ресурсам следует относить лишь те природные воды , которые могут быть использованы на данном уровне развития техники при конкретном состоянии водного источника . Самыми ценными для хозяйства и потребностей человека являются пресные воды суши .

На практике водными ресурсами называют запасы поверхностных и подземных вод какой-либо территории .

Водные ресурсы распределены по поверхности Земли весьма неравномерно - так , наибольшим количеством пресной воды располагают Южная Америка и Австралия ; при этом густонаселенные и имеющие значительный потенциал развития страны Азии испытывают всё более острый дефицит пресной и особенно , пригодной для питья воды. Запасы пресной воды на Земле оцениваются в 35 млн. км3, что составляет не более 2,5% от общих запасов воды на Земле ; при этом пресные воды рек , наиболее широко используемые в деятельности человека , составляют лишь 0, 006% от всех запасов воды.

Для удовлетворения хозяйственных нужд человека издревле используются различные приёмы искусственного регулирования речного стока - такие как строительство плотин и создание водохранилищ ; постройка искусственных водоёмов (прудов и озёр ), наполняемых в период половодья и весеннего таяния снега и т.д. Однако зачастую это связано с различными негативными явлениями - затопление и вывод из хозяйственной деятельности значительных территорий , ухудшение качества воды , засорение и заболачивание берегов водохранилищ и малых рек , загрязнение рек и гибель значительной части водной фауны.

Общая полная емкость эксплуатируемых водохранилищ мира примерно 5000 км3 (полезный объем 2000 км3).Это приблизительно равно 11% объема годового стока с поверхности суши. Объем (ёмкость) воды в водохранилище , заключенный между минимальным и максимальным уровнями воды во время обычных эксплуатационных условий , называется полезным объемом .

На втором месте по интенсивности использования находятся грунтовые воды и на третьем - воды озер , содержащих более 0,25% водных запасов Земли.

Основной объем воды (1338 км3, или 96,5%) содержится в Мировом океане, занимающем более 71% площади земного шара, но это соленая и непригодная для большинства хозяйственных и технологических процессов вода. Для ее использования её следует опреснить . Для изучения водных ресурсов отдельных государств и общемировых водных ресурсов , упорядочения сведений о них и предупреждения их нерационального использования создан и регулярно обновляется свод данных учёта вод по количественным и качественным показателям - так называемый водный кадастр ; для использования в науке , строительстве , прочих видах хозяйственной деятельности издаются каталоги водных ресурсов , методические и нормативные издания.

2.Взаимодействие потока, русла и транспортных сооружений

Совокупность процессов взаимодействия между водным потоком и руслом называют русловым процессом . В каждый момент времени скорость и направление потока воды определяется формой русла; в условиях размываемого русла (если скорости выше размывающих) происходит изменение формы , углубление русла- сечение потока растет , а скорость падает. В случае , если скорости ниже размывающих , происходит отложение наносов , обмеление русла и рост скорости. В естественных условиях русловой зависит от расхода воды и его изменения во времени , расхода и крупности наносов , определяется рельефом , структурой и расположением геологических пластов , наличием растительности . Под влиянием хозяйственной деятельности человека русловые процессы меняются - как правило , при постройке транспортных или гидротехнических сооружений живое сечение реки сужается , изменяются глубины на отдельных участках створа , также изменяется шероховатость берегов .В результате этих изменений происходит деформации русла.

При стеснении потока под мостами интенсивность руслового процесса и развитие деформаций зависит от степени такого стеснения. Самыми опасными деформациями следует признать местные размывы у опор и регуляционных сооружений , нарушающие их устойчивость. Для предупреждения развития нежелательных деформаций следует изучить естественные русловые процессы реки и предусмотреть минимально возможное стеснение потока и смещение сложившегося русла при строительстве . Это и является основной задачей гидрологических исследований.

При проектировании мостов их отверстия следует назначать , как правило, не меньше ширины русла под мостом , и учитывать возможность смещения русла в пределах отверстия моста и приближения его к устоям. Глубина заложения фундаментов опор должна рассчитываться из максимальных значений бытовой глубины у опоры; а при неблагоприятных условиях следует назначать большей , чем требуется только по условиям размыва.

Для расчёта максимальных глубин местного размыва разработан ряд методик , изложенных в нормативной литературе. Часто для удешевления и убыстрения строительства требуется уменьшить требуемую глубину заложения фундаментов- в этом случае проектируют различные регуляционные сооружения , снижающие интенсивность руслового процесса , а также иногда придают опорам специфические обтекаемые очертания. Методы борьбы с нежелательными деформациями русла выбирается исходя из характеристик слагающих русло грунтов и потока воды. При этом следует учитывать, что ниже моста по течению реки будет образовываться намыв из грунта , выносимого из стесненного мостом участка русла. Такой намыв вызывает обмеление русла , может угрожать судоходству и негативно воздействовать на экосистему реки.

3.Основные гидрологические характеристики водных потоков и методы их определения

Основными гидрологическими характеристиками водных потоков являются : скорости течения , уклоны ; расходы воды , зависимости уровней от расходов ; площадь , глубины и ширина русла и поймы в зависимости от уровней воды; а также траектории струй, льдин , судов и караванов.

Методы определения характеристик потоков различны в зависимости от того , какая характеристика определяется . Так , уровни и уклоны определяют прямым или дистанционным наблюдением на водомерных постах , скорости течения - специальными приборами ( вертушками) или поплавками различной конструкции , траектории движения потока - также наблюдением за поплавками , льдинами или другими плывущими в потоке предметами. Наблюдение может вестись с помощью геодезических приборов.

Глубины потока находят погружением лотов в воду в различных точках русла , или с использованием акустической аппаратуры (эхолотов). Прочие геометрические характеристики получают прямым измерением с помощью геодезического инструмента.

Для определения расхода используют аналитический или графические методы , определив предварительно скорости и глубины на вертикалях в расчетном створе.

Скорость течения воды измеряют вертушками со штанги , если глубина менее 3 м или при помощи троса с грузом.

4.Описание движения наносов и русловые процессы

Речными наносами называют твердые минеральные частицы вне зависимости от размера , переносимые потоком воды и образующие при определенных условиях отложения. Интенсивность образования , переноса и отложения наносов зависит от энергии текущей воды и характера слагающих русло пород . При этом чаще всего размыв наблюдается в верхнем течении рек, а отложение (аккумуляция)- в нижнем течении.

Наносы можно разделить по характеру их перемещения и отложения на донные и взвешенные . Донные наносы - это наиболее крупные частицы , которые перемещаются без отрыва от дна (влекомые) или с отрывом на короткое время (полувзвешенные). Такие наносы являются рельефообразующими и в значительной степени формируют русло потока.

Взвешенные наносы - совокупность наиболее мелких частиц грунта , долгое время находящихся во взвешенном состоянии и перемещающихся со скоростью , близкой к скорости течения. Наибольшая концентрация этих частиц наблюдается в придонном слое. Степень насыщения воды частицами наносов определяется мутностью воды , кг/м3(концентрацией).Этот показатель зависит от энергии потока и значительно изменяется как по длине реки , так и по ширине и по вертикали.

Зная распределение мутности воды и скорости потока в каком -либо створе , можно определить расход наносов , то есть количество наносов , переносимое потоком в единицу времени; а также транспортирующую способность потока- количество переносимых наносов определенного зернового состава без деформаций дна . Таким образом , транспортирующая способность потока равна максимальному расходу наносов , при котором их осаждение и взвешивание уравновешены , а средняя мутность потока постоянна.

При сравнительно крупных размерах частиц и значительной скорости потока начинается массовое перемещение наносов по дну, при этом образуются так называемые микроформы - несимметричные образования , похожие на рябь на поверхности воды. Они могут быть с короткими криволинейными гребнями (рифели) или с длинными прямыми ( плоские гряды). Их образование обусловлено появлением вихревых зон в потоке за случайными неровностями дна , которые вызывают разряжение и появление подъемной силы на поверхности дна. Частицы грунта дна поднимаются и образуют микрогребень , что вызывает дальнейший рост подъемной силы и развитие неровности , некоторые взвешенные частицы переносятся ниже первичного рифеля и образуют новую поверхность. Процесс можно отчетливо наблюдать на песчаной отмели при небольших скоростях течения .При увеличении скорости размеры рифелей растут, вихревые зоны увеличиваются и начинается массовое взвешивание частиц , что приводит к образованию плоских гряд.

При интенсивном развитии гряд образуются мезоформы - неровности , по размерам сравнимые с размерами русла и могущие занимать как его часть , так и все русло целиком , при падении уровня воды такие отложения могут образовывать полузатопленные или затопленные острова (осерёдки) , мели , косы -побочни и т.д. При больших расходах и скоростях течения длины гряд могут достигать порядка ширины русла, а расстояние между ними - несколько километров.

При бурном потоке со значительной турбулентностью могут формироваться крупные симметричные синусоидальные структуры , находящиеся в фазе с волнами на поверхности потока . При этом частицы с «подветренного» склона вышележащей гряды переносятся на «наветренный» склон нижележащей , и гребни гряд «ползут» вверх по течению . Такие формы называют антидюнами.

Совокупность всех процессов взаимодействия потока и русла называют русловым процессом. В это понятие входит образование и переформирование русла, движение наносов с образованием зон размывов и аккумуляции , смещение русла под действием потока и изменение характеристик потока под действием русла. При любых видах строительства на реках следует тщательно изучить русловой процесс в естественных условиях чтобы избежать нежелательных последствий строительства и предусмотреть мероприятия по их снижению в проектных решениях.

С помощью разработанной в первой половине ХХ века гидроморфологической теории русловых процессов все эти процессы были разделены на несколько типов , и рассмотрена взаимосвязь между ними , а также последствия , к которым приводит то или иное развитие процесса . Для практического применения выведена методика расчета русловых деформаций , которые будут наблюдаться при том или ином изменении руслоформирующих факторов или режима течения.

5.Методы инженерных гидрометрических изысканий на водотоках

Гидрометрические инженерные изыскания на водотоках выполняются с целью определения основных гидравлических параметров - скоростей течения, уклонов, шероховатостей, зависимости уровней воды от расходов; площадей, глубин и ширин русла и пойм в зависимости от уровней воды; траекторий движения льдин, струй, судов и караванов. Эти сведения представляют практическую ценность при проектировании переправ через водотоки, организации водного транспорта, проектировании гидротехнических сооружений, планировании водоснабжения и проч. Обычно гидрометрические наблюдения на водотоках и водоёмах совмещают с метеорологическими наблюдениями.

В состав экспедиционных гидрометрических работ входят наблюдения за колебаниями уровней воды, выбор и подготовка гидрометрического створа, измерение уклонов водной поверхности, глубин, скоростей и расходов; наблюдения за направлением движения струй потока и предметов, находящихся в воде. В зависимости от того, какие данные необходимо получить, могут использоваться различные методы изысканий и наблюдений.

Широко распространён такой метод, как измерение уровней. Оборудованное для этих работ место называют водомерным постом. В связи с большой продолжительностью исследований условную плоскость, от которой начинают отсчёт, располагают ниже возможного наинизшего уровня воды, чтобы отсчёты всегда были положительными. Эта плоскость называется нулём графика водомерного поста. Отсчёт снимают дважды в сутки на реках и четырежды в сутки - на морях (в периоды паводков и половодий, а также сгонных и нагонных явлений на море - чаще).

Для определения уклона свободной поверхности воды в реках используют метод устройства выше и ниже основного поста дополнительных, так называемых уклонных постов, расстояние между которыми может составлять 100…8000 метров (в зависимости от требуемой точности измерений) и отсчитывается по линии наибольших глубин. По разности уровней в верхнем и нижнем створах определяется уклон.

Для определения глубин и рельефа дна водных объектов используют метод промеров. По результатам промерных работ составляют планы для водного объекта в изолиниях или изобатах, определяют площади поперечного сечения реки или водоёма и (в последнем случае) рассчитывают объём воды. Также такие работы ведут для нужд судоходства, при проектировании и эксплуатации гидротехнических сооружений, при исправлении береговых линий и защите от водной эрозии.

Способ измерения глубины может быть механический или акустический. Для первого используются намётки, ручные или механические лоты; акустические способы основаны на явлении отражения ультразвуковых импульсов от дна реки или водоёма. По разности времени между подачей импульса и приёмом отражённого сигнала рассчитывается глубина; при этом предварительно следует определить температуру и солёность воды для расчёта поправок.

Измерения скоростей течения воды могут выполняться различными способами и приборами. В целом способы измерения течений можно разделить на поплавочные, при которых наблюдение ведут за плавающими на воде предметами (поплавками) и вертушечные , когда скорость определяют в фиксированной точке по давлению потока воды на лопастные винты приборов.

По результатам измерений скоростей на каждой вертикали строят эпюру скоростей. Распределение скоростей по живому сечению наглядно представляют линиями равных скоростей - изотахами. Полученные при измерениях характеристики потока позволяют определять расход воды.

Расход воды в реке численно равен произведению скорости потока на площадь его сечения. Гидрометрический метод определения расхода основан на вычислении его по измеренным глубинам и скоростям или по уклону и площади. Чаще применяют первый способ, называемый «скорость-площадь»; при этом на практике интегрирование по площади заменяют суммированием и расход вычисляют аналитически либо графически.

Для реализации метода находят и закрепляют гидрометрический створ, по возможности там, где поток установился равномерным и параллельно-струйным, без поперечных уклонов и водоворотов, с гидродинамической осью, параллельной берегам; перпендикулярный к гидродинамической оси и берегам. На период работ должна быть обеспечена возможность выполнения замера глубин и скоростей по всему створу. Чаше всего устраивают перетяжку через русло непосредственно с берега на берег

Перетяжка состоит из двух нитей, одна из которых с расположенными через 5, 10, 50 и 100 м сигнальными флажками служит для определения положения вертикали. Другую нить используют для перемещения плота или лодки с вертушкой от вертикали к вертикали (на горных реках перемещают люльку с вертушкой).

Если невозможно устроить перетяжки, рекомендуется вертикали на гидростворах опознавать с помощью веерных створов, расположенных выше или ниже гидроствора на хорошо видимых с реки берегах и оборудованных створными и веерными знаками.

Закрепленный створ нивелируется, затем в нём промеряются глубины. Если изыскания ведутся зимой, то глубины можно промерять со льда, фиксируя и его толщину. По результатам промеров назначают скоростные и промерные вертикали и определяют на этих вертикалях параметры потока, после чего вычисляют расход.

Также для решения специфических задач измеряют расход наносов, содержание растворённых в воде веществ; наблюдают за волнением в береговой зоне, ведут наблюдения за ледовым режимом. Такие изыскания, как правило, ведут в интересах навигации, а также при составлении прогнозов прохождения паводков, проектировании паромных и наплавных переправ, расчётах возможности размывов береговой линии, плотин и дамб и обоснованиях методов защиты от размывов.

6. Вопросы по варианту

1.Что изучает наука гидрология

Гидрология - наука о воде (от греческого “hydro” - вода и “logos” учение, знание, наука). Гидрология относится к комплексу наук, изучающих физические свойства Земли, в частности такой их элемент как гидросфера, то есть гидрология - часть физической географии - науки, занимающейся изучением явлений, происходящих на поверхности земного шара, формированием и динамикой их развития, взаимосвязями и закономерностями (physis - от греческого природа). Важным рубежом в истории развития гидрологии можно считать конец XVII в., когда французские ученые Пьер Перро, Эдм Мариотт и англичанин Эдмунд Галлей на основании измерений и расчетов осадков, стока и испарения впервые установили количественные соотношения главных фаз круговорота воды. В России более или менее систематические исследования водных объектов были начаты при Петре I.

Можно выделить объекты изучения гидрологии и в зависимости от объекта (в связи со специфическими особенностями процессов в них происходящих) - подразделы гидрологии:

- океаны и моря - гидрология моря - океанология;

- реки - гидрология рек - потамология;

- озера и водохранилища - лимнология;

- ледники - гидрология ледников - гляциология - изучается в рамках физической географии;

- гидрогеология - входит в состав гидрологии поверхностных вод суши как вспомогательная дисциплина, в объеме, необходимом для установления взаимодействия поверхностных и подземных вод и влияния подземных вод на режим поверхностных вод.

2.Как различаются реки по видам питания . Привести примеры

Характер питания рек водой обусловлен комплексом природных условий. Различают следующие виды питания рек: дождевое, снеговое, ледниковое и грунтовое.

Д о ж д е в о е п и т а н и е происходит или от периодических дождей в определенные сезоны года, или от краткосрочных ливневых дождей. Этот вид питания является преобладающим на реках юго-западной части Кавказа, Крыма, Карпат и некоторых других районов южной части европейской территории СНГ. Периодические летние дожди играют существенную роль в питании многих рек Восточной Сибири и Дальнего Востока (Амура, Зеи и др.).

Ливневые дожди наблюдаются летом и осенью в различных районах европейской части СНГ. Благодаря большой интенсивности они способны вызвать на реках малых бассейнов подъемы уровней воды, превышающие весенние.

С н е г о в о е п и т а н и е является преобладающим на большинстве рек. Бассейны этих рек занимают более ѕ территории СНГ. Несмотря на сравнительно небольшую продолжительность таяния снегов, реки со снеговым питанием получают в период весеннего половодья до 60-80% общего объема воды, стекающей по ним за год.

Л е д н и к о в о е п и т а н и е характерно для рек высокогорных районов Кавказа и Средней Азии. Оно происходит от таяния ледников и вечных снегов в горах. Реки с ледниковым питанием имеют летние паводки, часто с резко выраженными суточными колебаниями уровней, обусловленными изменениями температуры в течение суток.

Г р у н т о в о е п и т а н и е происходит или за счет неглубоко залегающих грунтовых вод, или за счет подземных вод, расположенных на значительных глубинах. В чистом виде грунтовое питание встречается очень редко. Как правило, грунтовые и подземные воды служат источником питания рек в периоды уменьшения или отсутствия поверхностного стока.

Многие равнинные реки питаются летом преимущественно грунтовыми водами, а в зимний период этот вид питания является для них единственным.

В формировании речного стока в разные периоды года участвуют различные виды питания. Например, р. Кубань имеет в весенний период снеговое питание за счет таяния снегов в правобережной равнинной части бассейна; в летние месяцы - ледниковое питание с Кавказских гор; осенью - дождевое питание от интенсивных ливней и зимой - грунтовое питание.

3.Каковы характерные отличия между взвешенными, влекомыми и донными наносами

Взвешенные наносы -- мелкие минеральные частицы (продукты водной и ветровой эрозии водосборов и русел, а также абразии берегов водоёмов), переносимые водным потоком во взвешенном состоянии.

В реках на долю взвешенных наносов обычно приходится 90--95% от общего объёма наносов, поэтому масса их стока является достоверным критерием интенсивности процесса водной эрозии на определённой части суши. Например, на Волге в межень содержание взвешенных наносов составляет 10 г/м, а на Хуанхэ в паводок -- до 40 кг/м.

Взвешивание и транзит (перемещение по водотоку) взвешенных наносов зависят от турбулентной структуры потока, под влиянием которой происходит непрерывное изменение его локальной мутности (т. н. пульсация мутности). Процессы взвешивания и осаждения наносов в этом случае идут параллельно; если процесс взвешивания преобладает, то дно потока размывается.

Транспорт взвешенных наносов определяется способностью потока поднимать донные наносы (что обусловлено его подъёмной силой) и поддерживать их во взвешенном состоянии (что обусловлено интенсивностью турбулентного перемешивания). При определённых условиях возникает «равновесие» между поступлением наносов в поток и их осаждением, и тогда поток транзитом может переносить на большие расстояния некоторое количество наносов (т. н. транспортирующая способность потока, зависящая от скорости потока и гидравлической крупности наносов w).

Скорость, при которой наносы поддерживаются потоком во взвешенном состоянии, и начинается процесс нарушения равновесия донных частиц, называют неизаиляющей нз; соответственно, скорость, при которой начинается выпадение наносов и заиление дна -- заиляющей з. Если скорость потока з < т < нз, то она называется транспортирующей скоростью взвешенных наносов.

Донные наносы (влекомые наносы) - преимущественно наиболее крупные (тяжелые) частицы (называемые седименты), перемещаемые потоком в придонном слое путем влечения или перекатывания, или чаще путем перебрасывания на относительно короткие расстояния (сальтация). В некоторых случаях эти наносы могут выбрасываться восходящими вихревыми токами на большую высоту, даже достигать поверхности потока. Выделение донных наносов из общей массы транспортируемых потоком наносов является в некоторой мере условным, ибо с изменением гидравлических характеристик потока (глубины, скорости течения, уклонов и пр.) непрерывно происходит переход некоторой части донных наносов во взвешенные и обратно. Значительная часть зерен донных наносов в период прекращения движения входит в состав донных отложений и участвует в образовании русловых аккумулятивных форм - донных гряд, рифелей, кос и т.д., которые при не меняющемся гидрологическом режиме продолжают оставаться в активном состоянии, т. е. обладают способностью перемещаться вверх и вниз по руслу в зависимости от генезиса русловой формы рельефа, строения русла в конкретных створах и вариаций гидравлических характеристик потока в разных участках русла. Скорости таких перемещений различны, но могут составлять и десятки метров в год (у островов-осерёдков), что часто представляет угрозу для опор и фундаментов гидротехнических и транспортных сооружений (мостов). Скорости образования и перемещения грядовых донных форм гораздо быстрее, на отдельных участках русла гряды (донная рябь, рифели) могут трансформироваться и менять свое местоположение за интервалы времени порядка нескольких секунд.

4.Каково влияние транспортных сооружений на поверхностный сток

В крупных городах и на внегородских скоростных автомобильных дорогах поверхностный сток представляет собой значительные объемы загрязненных вод, которые чаще всего без очистки, со значениями предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ, превышающих норму в несколько раз, попадают в водные объекты и на прилегающую территорию, что противоречит требованиям природоохраны.

Одним из способов снижения негативного воздействия загрязненных поверхностных стоков с автомобильных дорог на прилегающую территорию и водные объекты является своевременный организованный сбор поверхностных сточных вод в систему водоотвода с их последующей очисткой. Однако имеющиеся в нашей стране системы поверхностного водоотвода зачастую неработоспособны и не соответствуют требованиям нормативных документов, а конструкции для очистки сточных вод установлены в последние годы лишь на отдельных скоростных автомобильных дорогах .

Все это связано с тем, что в России до сих пор серьезно не рассматривается опасность воздействия автомобилей и техногенных дорожных сооружений на водные объекты и прилегающую территорию с научной точки зрения. Кроме того, подробная систематизированная информация о применявшихся и применяющихся на автомобильных дорогах очистных сооружениях доступна не всем проектным организациям России.

На основании вышеизложенного, а также в связи с актуальностью проблемы снижения отрицательного воздействия транспортных средств и техногенных сооружений на окружающую среду, целесообразным явилось проведение дополнительных исследований и обобщений имеющегося в России и за рубежом опыта проектирования и строительства очистных сооружений на автомобильные дорогах.

Неотъемлемой частью совершенствования различных способов очистки поверхностных стоков с автомобильных дорог является их научное обоснование. С учетом этого требования, а также с точки зрения целесообразности их применения в различных геологических, гидрологических и климатических условиях строительства в обзорной информации представлены результаты исследований и систематизации мероприятий по очистке поверхностных сточных вод дорожно-мостовых сооружений в России и за рубежом.

5.Методика расчета максимального стока

При проектировании сооружений на реках максимальные расходы при отсутствии гидрометрических данных определяются по региональным зависимостям максимального стока от объема половодья , который может быть установлен по картам или по разности стока в створах , ограничивающих этот водосбор .Региональные зависимости должны быть достаточно обоснованы по изученным рекам региона.

При наличии данных гидрометрических наблюдений достаточной продолжительности расчет осуществляется на основе применения аналитических функций распределения ежегодных вероятностей превышения. Продолжительность наблюдения считается достаточной если рассматриваемый период репрезентативен. Оценка репрезентативности ряда наблюдений производится по рекам аналогам.

Применительно к задаче расчета максимальных расходов вод реки условно делятся на 2 группы : равнинные и горные .Для рек с продолжительностью стояния максимальных расходов воды , равной суткам и более , расчет производится по средним суточным значениям, менее суток - по мгновенным расходам воды. В случае прохождения максимального расхода воды между сроками наблюдений необходимо исследовать соотношения между средними суточными и мгновенными расходами воды.

При невозможности разделения максимальных годовых расходов на максимум дождевых и талых вод допускается построение кривых распределения ежегодных вероятностей превышения максимальных расходов воды независимо от их происхождения.

7.Задачи к контрольной работе вариант №6

По данным своего варианта построить эпюру скоростей и определить среднюю скорость движения воды в расчетном створе

Для расчета средней скорости движения воды следует вычислить площадь эпюры скоростей суммированием площадей между скоростными вертикалями , и поделить на ширину створа

Ширина створа равна 253 метра, тогда средняя скорость движения воды:

По данным своего варианта построить поперечный профиль расчетного створа и определить в нем расход любым методом.

Расход в расчетном сечении равен:

Используя результаты решения предыдущих двух задач , определить коэффициент шероховатости русла с уклоном i= 0,00009. По числовому значению коэффициента описать поверхность русла.

Для вычисления коэффициента шероховатости следует вычислить гидравлический радиус , который будет равен R=щ/ч , ч - смоченный периметр канала. Для русла , в котором ширина во много раз больше глубины , можно принять приближенно

Ч=В=253 м , тогда R= 805,6/253=3,18 м

Определим коэффициент Шези из формулы Шези:

Выразим коэффициент Шези через формулу Маннинга:

Согласно данным справочника по гидравлическим расчетам под ред. П.Г.Киселева такой коэффициент шероховатости характеризует русло как большой канал в плохих условиях содержания при наличии водорослей с местными обвалами откосов.

На основании рекомендаций Скрибного М.Ф. такой коэффициент шероховатости характеризует русло постоянных водотоков равнинного типа (преимущественно больших и средних рек) в благоприятных состояниях ложа и течения воды.

Библиографический список

водный гидрологический русло поток

1.Андреев О.В.Проектирование мостовых переходов :Учебное пособие,-М.:Транспорт,1980.-215с.

2.Дорожно-мостовая гидрология : Справочник /Под ред. Б.Ф. Перевозникова,-М.:Транспорт,1983.-199с.

3.Желязняков Г.В. Гидрология и гидрометрия : Учебник для студентов дорожно-строительных вузов .-М.: Высшая школа, 1981.264с.

4.Константинов Н.М. Гидрология и гидрометрия : Учебное пособие .-М.: Высшая школа, 1980.-199с.

5. Константинов Н.М., Петров Н.А., Высоцкий Л.И. Гидравлика , гидрология и гидрометрия : Учебник для вузов в 2 ч. Ч.2 .-М.: Высшая школа, 1987.- 431 с.

6.Михалев М.А.Инженерная гидрология : Учебное пособие .-М.: СПб: Изд-во СПбГПУ, 2003.-360 с.

7.Справочник по гидравлическим расчетам / Под ред. П.Г. Киселева. М.: Энергия , 1977.-312с.

Размещено на Allbest.ru