Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Февраля 2014 в 16:33, курсовая работа
Русловые изыскательские партии производят гидрографические съемки для дноуглубительных работ на транзитном судовом ходу, а также на акваториях портов и затонов и на подходах к ним. Русловые съемки для дноуглубительных работ на транзитном судовом ходу делятся на предварительные, повторные и контрольные. Предварительная съемка является основной. Она освещает состояние переката и судового хода на нем в текущую навигацию, определяет надобность в разработке судоходной прорези и позволяет наметить ее положение. Предварительные съемки обычно производят на спаде весеннего половодья.
Повторную съемку переката производят непосредственно перед дноуглубительными работами. Цель повторной съемки - окончательное трассирование прорези и корректировка расположения знаков судоходной обстановки.
1. Введение 3
2. Вычисление расхода воды. 5
2.1. Аналитический метод. 6
3. Вычисление расхода взвешенных наносов. 11
3.1. Аналитический метод. 12
4. Составление плана участка реки в изобатах и построение
продольного профиля. 15
4.1. Построение плана участка реки в изобатах. 15
4.2. Построение продольного профиля. 18
4.3 Построение поперечного сечения русла по промерному галсу № 7 21
5. Построение плана участка реки в горизонталях 22
6. Заключение 23
7. Литература 24
ФГОУ ВПО НГАВТ
Кафедра водных изысканий и гидроэкологии
Курсовой проект по дисциплине «Русловые изыскания» для студентов
заочного отделения специальности
«Гидротехническое строительство»
Тема: «Гидрометрические расчеты»
Новосибирск 2013
Содержание:
стр.
1. Введение
2. Вычисление расхода воды. 5
2.1. Аналитический метод. 6
3. Вычисление расхода взвешенных наносов. 11
3.1. Аналитический метод. 12
4. Составление плана участка реки в изобатах и построение
продольного профиля. 15
4.1. Построение плана участка реки в изобатах. 15
4.2. Построение продольного профиля. 18
4.3 Построение поперечного сечения русла по промерному галсу № 7 21
5. Построение плана участка реки в горизонталях
6. Заключение
7. Литература
Водные изыскания, выполняемые в связи со строительством гидротехнических сооружений на водоемах, носят название гидротехнических изысканий. В зависимости от целей гидротехнического строительства они подразделяются на воднотранспортные, водно-энергетические, лесосплавные, мелиоративные и др.
Воднотранспортные изыскания производят для получения материалов, необходимых как для проектирования и строительства разных объектов, так и для эксплуатации водных путей. Поэтому воднотранспортные изыскания подразделяются на строительные и эксплуатационные.
К строительным воднотранспортным изысканиям относятся изыскания, выполняемые в связи со строительством портов, судопропускных сооружений, судоремонтных заводов, набережных судоходных каналов, а также в связи с транспортным освоением водохранилищ.
В состав строительных изысканий входят следующие виды работ:
топографические, геодезические, гидрографические, гидрологические, метеорологические, инженерно-геологические и специальные.
Строительные изыскания проводят в тесной увязке с проектированием в строительством. Каждой стадии проектных разработок соответствует определенная стадия изысканий.
В соответствии со стадией проектирования изыскания делятся на облегченные (рекогносцировочные), подробные и предпостроечные.
Независимо от стадии проектирования и вида изысканий изыскательские работы для строительства подразделяются на следующие периоды: подготовительный, полевой и период камеральной обработки материалов.
Эксплуатационные воднотранспортные изыскания проводят на внутренних водных путях. В задачу эксплуатационных изысканий входят:
изучение руслового и гидрологического режима; контроль над состоянием судовых ходов и их навигационного ограждения; обеспечение технической документацией дноуглубительных, выправительных и других путевых работ и определение их эффективности; составление и корректировка навигационных пособий.
Для производства изысканий технические участки имеют в своем составе специализированные и русловые изыскательские партии. За каждой партией закрепляют определенный участок реки, в пределах которого они выполняют работы согласно своему назначению.
На специализированные изыскательские партии обычно возлагается производство изысканий для коренного улучшения судоходных условий на затруднительных участках рек, работы по развитию и восстановлению планово-высотной опорной сети, сплошные гидрографические съемки для составления лоцманских карт и лоций и другие специальные работы.
Русловые изыскательские партии производят гидрографические съемки для дноуглубительных работ на транзитном судовом ходу, а также на акваториях портов и затонов и на подходах к ним. Русловые съемки для дноуглубительных работ на транзитном судовом ходу делятся на предварительные, повторные и контрольные. Предварительная съемка является основной. Она освещает состояние переката и судового хода на нем в текущую навигацию, определяет надобность в разработке судоходной прорези и позволяет наметить ее положение. Предварительные съемки обычно производят на спаде весеннего половодья.
Повторную съемку переката производят непосредственно перед дноуглубительными работами. Цель повторной съемки - окончательное трассирование прорези и корректировка расположения знаков судоходной обстановки.
Контрольную съемку выполняют для определения результатов дноуглубительных работ, оценки устойчивости прорези и выявления необходимости в последующих дноуглубительных работах.
2.Вычисление расхода воды аналитическим методом
Расходом воды называется количество воды, протекающее через живое сечение русла в единицу времени. Расход воды – важнейшая характеристика, определяющая различные параметры: уровень воды, скорость течения, уклон водной поверхности и другие. На основании систематических определений расходов воды вычисляются величины средних, суточных, максимальных и минимальных расходов, а также объёмы стока за тот или иной интервал времени.
Аналитический метод основан на суммировании частичных расходов, проходящих между вертикалями. В результате действия сил трения, скорости течения в открытых потоках различны по вертикали и по ширине реки и обычно увеличиваются от дна к свободной поверхности воды и от берегов к середине. Поэтому для учета и получения характеристик скоростей их измеряют на каждой вертикали в нескольких точках, количество которых зависит от ширины русла и быстроты изменения уровня.
1) Вычисляем скорости течения в каждой из пяти точек на скоростных вертикалях и определяем средние скорости на каждой вертикали.
Таблица 1.1.
Вычисление скоростей в точках живого сечения
Номера вертикалей |
Расстояние от постоянного начала, м |
Глубина на вертикали, м |
Точки измерения на вертикали |
Суммарное число оборотов N |
Время измерения в точке t,с |
Число оборотов n, в 1с |
Скорость течения в точке V, м/с |
Средняя скор-ость на верти-кали Vср, м/с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
40 |
1,4 |
Пов 0,2 0,6 0,8 Дно |
120 120 80 80 60 |
163 167 116 148 144 |
0,74 0,72 0,69 0,54 0,42 |
0,58 0,56 0,54 0,42 0,33 |
0,50 |
2 |
70 |
2,2 |
Пов 0,2 0,6 0,8 Дно |
140 140 100 100 80 |
145 149 128 153 160 |
0,97 0,94 0,78 0,65 0,5 |
0,76 0,74 0,61 0,51 0,39 |
0,42 |
3 |
100 |
3,6 |
Пов 0,2 0,6 0,8 Дно |
140 140 120 100 80 |
136 137 130 126 134 |
1,03 1,02 0,92 0,79 0,6 |
0,81 0,80 0,72 0,62 0,47 |
0,70 |
4 |
130 |
4,0 |
Пов 0,2 0,6 0,8 Дно |
160 160 140 120 100 |
125 127 126 120 143 |
1,28 1,26 1,11 1 0,7 |
1,00 0,99 0,87 0,78 0,55 |
0,87 |
5 |
160 |
2,8 |
Пов 0,2 0,6 0,8 Дно |
160 140 120 100 80 |
178 147 130 135 160 |
0,9 0,95 0,92 0,74 0,5 |
0,70 0,74 0,72 0,58 0,39 |
0,66 |
Делением суммы оборотов лопасти вертушки на время измерения определяем число оборотов лопасти в 1 секунду n.
Вычисляем скорости во всех точках на вертикалях по уравнению вертушки:
V = а + в * n, м/с
n – число оборотов в 1с;
а, в – коэффициенты уравнения вертушки ( а=0,037, в=0,750 );
1) Vп = 0,037 + 0,750 * 0,74 = 0,58 м/с
V0,2 = 0,037 + 0,750 * 0,72 = 0,56 м/с
V0,6 = 0,037 + 0,750 * 0,69 = 0,54 м/с
V0,8 = 0,037 + 0,750 * 0,54 = 0,42 м/с
Vд = 0,037 + 0,750 * 0,42 = 0,33 м/с
2) Vп = 0,037 + 0,750 * 0,97 = 0,76м/с
V0,2 = 0,037 + 0,750 * 0,94 = 0,74м/с
V0,6 = 0,037 + 0,750 * 0,78 = 0,61 м/с
V0,8 = 0,037 + 0,750 * 0,65 = 0,51 м/с
Vд = 0,037 + 0,750 * 0,5 = 0,39 м/с
3) Vп = 0,037 + 0,750 * 1,03 = 0,81 м/с
V0,2 = 0,037 + 0,750 * 1,02 = 0,80 м/с
V0,6 = 0,037 + 0,750 * 0,92 = 0,72 м/с
V0,8 = 0,037 + 0,750 * 0,79 = 0,62 м/с
Vд = 0,037 + 0,750 * 0,6 = 0,47м/с
4) Vп = 0,037 + 0,750 * 1,28 = 1,00 м/с
V0,2 = 0,037 + 0,750 * 1,26 = 0,99 м/с
V0,6 = 0,037 + 0,750 * 1,11 = 0,87 м/с
V0,8 = 0,037 + 0,750 * 1 = 0,78 м/с
Vд = 0,037 + 0,750 * 0,7 = 0,55 м/с
5) Vп = 0,037 + 0,750 * 0,9 = 0,70 м/с
V0,2 = 0,037 + 0,750 * 0,95 = 0,74 м/с
V0,6 = 0,037 + 0,750 * 0,92 = 0,72 м/с
V0,8 = 0,037 + 0,750 * 0,74 = 0,58 м/с
Vд = 0,037 + 0,750 * 0,5 = 0,39 м/с
Средняя скорость на каждой вертикали вычисляется по формуле:
V = 0,1 ( Vп + 3 V0,2 + 3 V0,6 + 2 V0,8 + Vд ) , м/с
V1 = 0,1 ( 0,58 + 3 * 0,56 + 3 * 0,54 + 2 * 0,42 + 0,33 ) = 0,50 м/с
V2 = 0,1 ( 0,76 + 3 * 0,74 + 3 * 0,61+ 2 * 0,51 + 0,39 ) = 0,42 м/с
V3 = 0,1 ( 0,81 + 3 * 0,80 + 3 * 0,72 + 2 * 0,62 + 0,47 ) = 0,70 м/с
V4 = 0,1 ( 1,00 + 3 * 0,99 + 3 * 0,87 + 2 * 0,78 + 0,55 ) = 0,87 м/с
V5 = 0,1 ( 0,70 + 3 * 0,74 + 3 * 0,72 + 2 * 0,58 + 0,39 ) = 0,66 м/с
2) По полученным данным
Их площади подсчитываем как площади трапеций. Для этого находим среднюю глубину в каждой части живого сечения, как полусумму глубин на смежных вертикалях. Площади получаем умножением средних глубин на расстояния между смежными вертикалями. Это расстояние находим как разность между расстояниями двух вертикалей от постоянного начала
в1 = l1 ;
в2 = l2 - l1 и т.д.
в1 = 40м
в2 = 70 – 40 = 30м
в3 = 100 – 70 = 30м
в4 = 130 – 100 = 30м
в5 = 160 – 130 = 30м
Средние скорости течения между вертикалями определяем как полусумму средних скоростей на смежных вертикалях, которые вычислены в табл.1.1. При этом для первого и последнего элементов живого сечения средняя скорость определяется умножением средней скорости на ближайшей вертикали на коэффициент 0,7, который учитывает распределение скоростей течения у берегов.
Расходы воды через элементы живого сечения qi находим как произведения их площадей и средних скоростей.
Общий расход воды:
Q = ∑qi , м3/с
∑qi = 9,8 + 24,84 + 48,72 + 88,92 + 77,52 + 19,32 = 269,12 м3/с
Q = 269,13 м3/с
Общая площадь живого сечения:
Ω = ∑ Wi , м2
∑ Wi = 28 + 54 + 87 + 114 + 102 + 42 = 427 м2
Ω = 427 м2
3) Вычисляем:
средняя скорость в живом сечении
Vср = Q / Ω , м/с
Vср = 269,12 / 427 = 0,63 м/с
средняя глубина живого сечения
hср = Ω / В , м
где В=190м – ширина русла
hср = 427 / 190 = 2,24 м
Табл. 1.2.
Вычисление расхода воды аналитическим способом
Номера вертикалей |
Расстояние от постоянного начала l, м |
Глубина, м |
Расстояние между вертикалями в, м |
Площадь живого сечения между вертикалями W, м2 |
Средняя скорость, м/с |
Расход между вертикалями q, м3/с | ||
h на вертикали |
h между вертикалями |
V на вертикали |
V между вертикалями | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Ур. Л.Б. |
0 |
0 |
||||||
0,7 |
40 |
28 |
0,35 |
9,8 | ||||
1 |
40 |
1,4 |
0,50 | |||||
1,8 |
30 |
54 |
0,46 |
24,84 | ||||
2 |
70 |
2,2 |
0,42 | |||||
2,9 |
30 |
87 |
0,56 |
48,72 | ||||
3 |
100 |
3,6 |
0,70 | |||||
3,8 |
30 |
114 |
0,78 |
88,92 | ||||
4 |
130 |
4,0 |
0,87 | |||||
3,4 |
30 |
102 |
0,76 |
77,52 | ||||
5 |
160 |
2,8 |
0,66 | |||||
1,96 |
30 |
42 |
0,46 |
19,32 | ||||
Ур. П.В. |
190 |
0 |
||||||
427 |
269,13 | |||||||