Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Перший метод з оцінки інженерно-геологічної (гідродинамічної) обстановки. У результаті весняного водопілля відбувся підйом рівня води в річці, через яку прокладений металевий міст. Біля річки розташоване селище. Недалеко від нього є водосховище з греблею. Після переповнення водосховища і прориву греблі через проран в ній з приведеним розміром прориву – В=0,5 почалося різке збільшення рівня води в річці і гідропотік води спрямувався до селища. Відомі висота рівня води у верхньому б'єфі греблі Н0 = 80 м, віддалення створу об'єкта від греблі L = 5 км, гідравлічний схил водяної поверхні річки i = 1 • 10-3, а також висота розташування об'єкта hм = 2 м, максимальна висота затоплення ділянки місцевості (селища) по створу об'єкта hзат = 8 м і висота прямокутника, еквівалентного за площею змоченому периметру в створі об'єкта, hср = 5 м. Об'єкт економіки: будівлі – каркасні панельні, склади – цегляні; обладнання – підземні кабелі електромережі. У селищі 57 одноповерхових цегляних будинків, їх підвали – кам'яні. До кожного будинку підведені труби газопостачання. У селищі проходить дорога з асфальтобетонним покриттям. Визначити параметри хвилі прориву – висоту, швидкість і ступінь можливих руйнувань на об'єкті і в селищі.
Розв'язок:
1. Висота хвилі прориву:
.
З табл.8.6 для В=0,5, Н0 = 80 м, i = 1· 10-3, знаходимо А1=320, В1=166. Тоді:
= = 4,45 (м).
2. Швидкість хвилі прориву:
.
З табл.8.6 для В=0,5, Н0 = 80 м, i = 1 · 10-3 знаходимо А2=61, В2=52. Тоді:
= = 0,858 (м/с).
3. Час приходу гребеня (tгр) і фронту (tфр) хвилі прориву визначаємо за табл.8.8 при Н0 = 80 м, L = 5 км, i = 1 · 10-3 , тоді:
tгр = 0,2 год = 12 хв та tфр = 0,1 год = 6 хв.
4. Час (тривалість) затоплення території об'єкту:
tзат = β(tгр – tфр)(1 – hм / h).
Коефіцієнт β знаходимо за табл.8.7 при Н0/h0 = 80/8 = 10, тобто при H0 = 10h0 і відношені iL/H0 = 10-3·5000/80 = 0,0625. Отже, при iL/H0 = 0,0625 и H0 =10h0 за табл.8.7 коефіцієнт β знаходимо методом інтерполяції:
β = 14 + (15,5 – 14)(0,0625 – 0,05) / (0,1 – 0,05) = 14 + 1,5 · 0,0125/0,05 = 14,375.
Тоді tзат = 14,375 · (0,2 – 0,1)(1 – 2 / 4,45) = 0,79 (год) = 47,4 (хв).
5. Можливі руйнування хвилі прориву знаходять за табл.8. 9 при h = 4,45 м і V = 0,858 м/с = 0,9 м/с:
а) на об'єкті: будівлі отримають слабкі руйнування, а склади – сильні руйнування.
б) в селищі будинки, міст, дорога – отримають сильні руйнування.
Другий метод з оцінки інженерно-геологічної (гідродинамічної) обстановки. В другому методі з оцінки інженерно-геологічної (гідродинамічної) обстановки прийнятий наступний порядок виконання розрахунків:
І. Визначення параметрів хвилі прориву на заданій відстані R від дамби (рис. 8.1).
1. Знаходять час підходу хвилі прориву на задану відстань R (до об'єкту):
, год
Значення u= 5−7 м/с приймаються для зон катастрофічного і надзвичайно небезпечного затоплень; для ділянок можливого затоплення – u = 1,5 − 2,5 м/с.
2. Визначається висота хвилі прориву h на відстані R від дамби (греблі):
, м
де m – коефіцієнт, значення якого залежить від R − відстані до об'єкту (табл. 8.16).
Таблиця 8.16.
Значення коефіцієнтів m і m1, як функцій відстані від дамби до створу об'єкту
Найменування параметрів | Відстань від дамби до об'єкту (R), км | ||||||
m | 0,25 | 0,2 | 0,15 | 0,075 | 0,05 | 0,03 | 0,02 |
m1 | 1,7 | 2,6 |
3. Розраховується час спорожнення водосховища (водоймища) за допомогою формули:
, год.
де N – максимальні витрати води через 1 м довжини прорану (ділянки переливу води через гребінь дамби), м3/с·м − визначається за допомогою табл. 8.17.
Таблиця 8.17.
Максимальна витрата води через 1 м довжини прорану
H, м |
4. Оцінюється тривалість (t) проходження хвилі прориву у заданому створі гідровузла на відстані R:
t=m1T, год.
де m1 – коефіцієнт (табл. 8.16), який залежить від R.
ІІ. За даними розрахунків за допомогою табл. 8.15 оцінюють ступінь зруйнування об'єкту.
Приклад розрахунків.
Об’єм води у водосховищі W = 70·106 м3, довжина прорану B = 100 м, глибина води перед дамбою H = 50 м, середня швидкість руху хвилі прориву u = 5 м/с. Визначити параметри хвилі прориву на відстані R = 25 км від дамби до створу об'єкта.
Розв’язання завдання:
1. Розраховують час підходу хвилі прориву до створу об'єкту:
tпід= R /3600u = 25·103/3600·5=1,4 (год.).
2. Визначають висоту хвилі прориву:
У табл. 8.17 для R = 25 км знаходять коефіцієнт m = 0,2, тоді:
h = mH = 0,2 H = 0,2·50 = 10 (м).
3. Розраховують час спорожнення водосховища по формулі:
T = W/3600·N·B.
4.Значення N знаходять у табл. 8.18. При H = 50м: N = 350 м3/с·м:
T= 70·106/350·100·3600 = 0,56 (год.).
5. Оцінюють тривалість проходження хвилі прориву t через об'єкт на відстані R. У табл. 8.17 для R = 25 км визначають коефіцієнт m1= 1,7. Тоді:
t = m1T= 1,7 T= 1,7·0,56=0,94 (год.).
Висновок: h = 10 м; tпід = 1,4 год.; T = 0,56 год.; t = 0,94 год.
Третій метод з оцінки інженерно-геологічної (гідродинамічної) обстановки. Викладена нижче методика призначена для визначення параметрів хвилі прориву і зони затоплення при зруйнуванні гідротехнічних споруд на малих і великих річках.
У даному випадку при зруйнуванні гідротехнічних споруд при недостатньому водоскиді (перелив води через гребінь дамби) також утворюється хвиля прориву, яка так само характеризується висотою і швидкістю поширення.
Вихідні дані:
- висота рівня води у верхньому б’єфі дамби (рівень води у водосховищі − Н), м;
- параметр прорану в безрозмірному вигляді (l – довжина дамби) Вб = B/l;
- гідравлічний ухил річки; i, м;
- віддаленість створу об'єкту від дамби − R, км;
- висота місця розташування об'єкту − h м, м;
Порядок виконання розрахунків:
1. Визначається висота хвилі прориву − h, м:
де: А1 і В1 – коефіцієнти, залежні від H, Bб і i, значення яких знаходять у табл. 8.18.
Таблиця 8.18.
Значення коефіцієнтів Аi і Вi при гідравлічному ухилі річки
Bб | Н, м | i=1 ·10-4 | i=1 ·10-3 | ||||||
А1 | В1 | А2 | В2 | А1 | В1 | А2 | В2 | ||
1,0 | |||||||||
0,5 | |||||||||
0,25 | |||||||||
2. Розраховують швидкість руху хвилі прориву (u, м/с):
, м/с
де: А2 і В2 – коефіцієнти, що залежать від H, Bб і i, значення яких визначають за табл. 8.18.
3. Оцінюють час підходу гребеня tгр і фронту tфр хвилі прориву за допомогою табл. 8.19 при відомих R, H, i.
Таблиця 8.19.
Час підходу гребеня (tгр) і фронту хвилі прориву (tфр), год.
R, км | Н= 20 м | Н= 40 м | Н= 80 м | |||||||||
i= 10-3 | i= 10-4 | i= 10-3 | i= 10-4 | i= 10-3 | i= 10-4 | |||||||
tфр | tгр | tфр | tгр | tфр | tгр | tфр | tгр | tфр | tгр | tфр | tгр | |
0,2 | 1,8 | 0,2 | 1,2 | 0,1 | 2,0 | 0,1 | 1,2 | 0,1 | 1,1 | 0,1 | 0,2 | |
0,6 | 4,0 | 0,6 | 2,4 | 0,3 | 3,0 | 0,3 | 2,0 | 0,2 | 1,7 | 0,1 | 0,4 | |
1,6 | 7,0 | 2,0 | 5,0 | 1,0 | 6,0 | 1,0 | 4,0 | 0,5 | 3,0 | 0,4 | 1,0 | |
5,0 | 4,0 | 3,0 | 2,0 | 7,0 | 1,2 | 5,0 | 1,0 | 2,0 | ||||
8,0 | 6,0 | 3,0 | 9,0 | 3,0 | 4,0 | |||||||
7,0 | 17,0 | 6,0 | ||||||||||
4. Розраховується тривалість затоплення території об'єкту (tзат) за допомогою формули:
tзат = в (tгр − tфр)(1− hм / h),
де: в – коефіцієнт, значення якого знаходять у табл. 8.20 як функцію висоти дамби (Н) і відношення i R/H.
Таблиця 8.20.
Значення коефіцієнту в
R/H | Висота дамби (H) в частках від середньої глибини річки в нижньому б’єфі (h0) | |
Н= 10 h0 | Н= 20 h0 | |
0,05 | 15,5 | 18,0 |
0,1 | 14,0 | 16,0 |
0,2 | 12,5 | 14,0 |
0,4 | 11,0 | 12,0 |
0,8 | 9,5 | 10,8 |
1,6 | 8,3 | 9,9 |
3,0 | 8,0 | 9,6 |
5,0 | 7,6 | 9,3 |
5. Ступінь зруйнування елементів об'єкту економіки (будівлі, устаткування, і т. п.) залежно від швидкості і висоти хвилі прориву оцінюється за допомогою табл. 8.15.
Приклад розрахунку.
Вхідні дані.
У результаті весняної повені відбувся підйом рівня води в річці Тетерів, через яку наведений металевий міст. На березі річки розташований населений пункт N, і недалеко від нього створено водосховище. Після прориву дамби через проран в ній з параметром в безрозмірному вигляді − Вб = 0,5 почалося різке збільшення рівня води в р. Тетерів і гідропонік спрямувався до населеного пункту N. Відомі висота рівня води у верхньому б’єфі дамби Н = 80 м, видалення створу об'єкту від дамби R = 5 км, гідравлічний ухил водної поверхні річки i = 1·10-3, а також висота місця розташування об'єкту hм = 2 м, максимальна висота затоплення ділянки місцевості (селища) по створу об'єкту hзат= 8 м і висота прямокутника, еквівалентного за площею змоченому периметру в створі об'єкту, hср= 5 м. Об'єкт економіки: будівлі – каркасні панельні; склади – цегляні; кабель електромережі − підземний. В населеному пункті N одноповерхові цегляні будинки, їх підвали – кам'яні. До кожного будинку проведені труби газопостачання. Вулиця в селищі вкрита асфальтобетоном.
Визначити: параметри хвилі прориву – висоту, швидкість і ступінь можливих зруйнувань об'єктів в селищі.
Розв’язання завдання:
1. Визначається висота хвилі прориву (рис. 8.1):
.
У табл. 8.18 для Вб = 0,5, Н = 80 м, i = 1·10-3, знаходять А1 =320, В1 =166. Тоді:
= 320/(166+5000)0,5= 4,45 (м).
2. Розраховують швидкість хвилі прориву за формулою:
.
У табл. 8.18 для Вб = 0,5, Н = 80 м, i = 1·10-3 знаходять А2 =61, В2 =52. Тоді: = = 0,858 (м/с).
3. Оцінюють час підходу гребен (tгр) і фронту (tфр) хвилі прориву до створу об’єкту.
За допомогою табл. 8.20 для Н = 80 м, L = 5 км, i = 1·10-3, визначають
tгр = 0,2 год. і tфр = 0,1 год.
4. Розраховують тривалість затоплення території об'єкту:
tзат = в (tгр − tфр)(1− hм / h).
Значення коефіцієнту в знаходять у табл. 8.20 для Н/hзат = 80/8 = 10, тобто при H= 10 h та R/ H =1·10-3·5000/80 = 0,0625. Отже, якщо R / H = 0,0625 і H = 10 h за допомогою табл. 8.20 коефіцієнт в розраховують методом інтерполяції:
в = 14 + (15,5−14)(0,0625 – 0,05) / (0,1−0,05) = 14,375.
Тоді:
tзат = 14,375 (0,2 – 0,1)(1−2 / 4,45) = 0,79 (год.) = 47,4 (хв).
5. Ступінь зруйнування об’єктів хвилею прориву характеризується даними табл. 8.15 при h = 4,45 і u = 0,858 м/с − 0,9 м/с:
а) на об'єкті: будівлі отримають слабкі зруйнування, склади – сильні ушкодження;
б) в селищі: будинки, міст, дорога будуть мати сильні зруйнування.
Дата публикования: 2015-09-18; Прочитано: 844 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!