Yêu cầu xác định độ dốc gồ ghề cho phép không xâm thực trên bề mặt một dốc nước dài Ld(m); mặt cắt ngang hình chữ nhật bề rộng B(m), độ dốc i; lưu lượng thiết kế Q(m3s); Độ sâu đầu dốc h1(m). Vật liệu làm dốc là bê tông cốt thép M200, có độ nhám trung bình bề mặt (mm); hệ số nhám n; Yêu cầu tính toán với các mặt cắt cách nhau 20m tính từ đầu dốc
Trang 1Bài tập tính toán kHí thực trên công trình
thuỷ lợi
Đề bài:
Yêu cầu xác định độ dốc gồ ghề cho phép không xâm thực trên bề mặt một dốc nớc dài Ld(m); mặt cắt ngang hình chữ nhật bề rộng B(m), độ dốc i; lu l-ợng thiết kế Q(m3/s); Độ sâu đầu dốc h1(m) Vật liệu làm dốc là bê tông cốt thép M200, có độ nhám trung bình bề mặt ∆(mm); hệ số nhám n;
Yêu cầu tính toán với các mặt cắt cách nhau 20m tính từ đầu dốc
Đề bài đợc ra theo thứ tự sổ theo dõi học tập
Đề 35: Số liệu nh sau.
Bài làm:
1 Vẽ đờng mặt nớc trên dốc:
- Tính hk và h0: Từ số liệu đầu bài ta có:
/s m 2 , 25 10
252 = 3
=
=
B
Q
g
q
81 , 9
2 , 25
* 1 3
2 3
2
=
=
= α
Vậy h k = 4,0152(m)
256
26 , 0 8 4
ln)
Q
i m R
F
+ Với với n=0,014 và f(Rln) = 0,0156 tra phụ lục 8-1 bảng tra thuỷ lực ta có:
Rln = 0,9611
+ Rln = 0,9584 => 10,4052
9611 , 0
10 =
=
Ln
R B
+ Với 10,4052
ln
=
R
B
vàm=0 tra phụ lục 8-3 bảng tra thuỷ lực ta có: 0,9159
ln
=
R h
Suy ra h0 = Rln.0,9159 = 0,9584x0,9159 = 0,88802 (m)
vậy h 0 = 0,88(m).
+ Với h 1 = 3,17(m).
So sánh h1, hk và h0 ta có: h0 = 0,88 m < h1 = 3,17m < hk = 4,015m
và i =0,014 > 0
Trang 2+ ∆E = E
+
2 2
2 2
2 1
1 1
2
2
V
g V
g
α α
= +
tỷ năng của mặt cắt 2 và 1
+ h1, h2 : độ dốc tơng ứng tại mặt cắt 1 (đầu đoạn) và 2 (cuối đoạn)
+ V1, V2 : Lu tốc bình quân tại mặt cắt 1 và 2
+ i: Độ dốc đáy của dốc nớc
2
tb
J = + : Độ dốc thuỷ lực trung bình của mặt cắt 1 và 2.
+ J1, J2 : Độ dốc thuỷ lực tại mặt cắt 1 và 2
(1) Chiều cao cột nớc dọc theo dốc nớc
(2) Chu vi ơt của mặt cắt tính toán của dốc nớc (2) = 2x(1) + B
(3) Diện tích mặt cắt kênh tính toán của dốc nớc (3) = (1)xB
(4) Bán kính thuỷ lực (4) = (3)/(2)
(5) Trị số tra bảng khi biết R và n, hay tính theo công thức: 1 2 / 3
R n R
(6) Lu tốc dòng chẩy tại mặt cắt tính toán trên dốc (6) = Q/(3)
(7) Độ dốc thuỷ lực tại mặt cắt tính toán (7) = Q2/(3)2x(5)2
(8) Độ dốc thuỷ lực trung bình giữa hai mặt cắt (8) = [(7)I +(7)i+1]/2
(9) Hiệu số của độ dốc đáy kênh và độ dốc thuỷ lực (9) = I – (8)
(10) Năng lợng đơn vị của mặt cắt tính toán (10) = (1) + α(8)2/2g
(11) Độ chênh năng lợng giữa hai m/ct tính toán (11) = [(10)I +(10)i+1]/2 (12) Khoảng cách giữa hai mặt cắt tính toán kề nhau
(13) Khoảng cách từ đầu dốc nớc đến vị trí m/c tính toán
Trang 3Bảng 1: Vẽ đờng mặt nớc trên dốc với Q = 252(m 3 /s); h 1 = 3.17(m)
Trang 4thông số thuỷ lực trên mặt cắt, xác định đợc ϕv, ξ2.
- Tính ϕv:
áp dụng công thức:
2 2
(
CP
ng v
V
V
ξ
ϕ
ξ =
+ Tinh ϕv:
áp dung công thức:
}
−
∆
−
∆
+ +
∆
+
−
−
3 ln
) 2 ).(
(
δ δ
δ δ
δ
h B
v
• Tính δ:
10 4 ,
=
∆
L L
tra đồ thị hình 2-10 trang 29 trong giáo trinh
“Tính toán khí thực công trình thuỷ lợi ” ta có = A1
∆
δ =>
1
.A
∆
=
δ (1)
+ Tính Vng: Bài cho vật liệu làm dốc nớc là BTCT M200 => RB = 20MPa Tra đồ thị hình 3-1 trang 42 với
=
=
MPa R
s
B 20
0
ta đợc Vng = 13,2(m/s) (2)
+ Tính ξ2: Với = A1
∆
δ
tra đồ thị 2 ( )
∆
ξ f hình 2-10 Trang 29 trong giáo
trinh “Tính toán khí thực công trình thuỷ lợi ” ta có đợc ξ2 (3)
+ Từ (1), (2) và (3) ta có tính đợc ξ1
- Từ Biểu đồ quan hệ 1 ( )
∆
= f y
ξ hình 2-10 Trang 29 trong giáo trinh “Tính
toán khí thực công trình thuỷ lợi ” ta tra đợc giá trị
∆
y
- Có
∆
y áp dụng công thức y = Zm + ∆ => − ∆
∆
=(y 1)
Z m
Kết quả đợc thể hiên trong bảnt tính toán dới đây:
Trang 5Mặt L h VTB=VCP L/∆ δ/∆ ξ2 δ ϕv ξ1 y/∆ Zm
Z chính là độ gồ ghề cho phép của dốc nớc tại các mặt cắt cách nhau 20m
