Основные определения
Неравномерное движение при постоянных расходах в открытых руслах будет наблюдаться в тех случаях, когда по длине потока изменяются размеры или форма сечения, шероховатость стенки или уклон дна. При неравномерном движении (рис. 16.1) глубина или ширина потока по длине является величиной переменной; поэтому свободная поверхность потока всегда криволинейна.
Основными причинами, вызывающими неравномерное движение воды в открытых руслах, являются следующие:
1. Расширение или сужение русла; чередование мелких или глубоких мест.
2. Естественные или искусственные преграды и сооружения, поднимающие уровень воды.
3. Наличие перепадов, быстротоков и резких понижений.
4. Резкие повороты русла.
5. Различная шероховатость русла.
К наиболее важным в практическом отношении видам неравномерного движения воды в открытых руслах относятся явления подпора, спада и гидравлического прыжка.
Подпор (рис. 16.2) образуется тогда, когда глубина вдоль потока в сторону движения возрастает, а скорости уменьшаются, например, при устройстве плотин и других преграждающих русло устройств. В частности, ряд мостовых промежуточных опор могут вызвать подпор. Свободная поверхность воды при подпоре имеет в продольном разрезе вид кривой линии, называемой кривой подпора.
Рис. 16.2 Рис. 16.3
Спад (рис.16.3) образуется тогда, когда глубина потока в сторону движения уменьшается, а скорости возрастают. Этот случай имеет место при устройстве в русле перепадов и при увеличении уклона дна. Свободная поверхность воды при спаде имеет вид кривой линии, называемой кривой спада; при этом глубина потока уменьшается в направлении движения.
Гидравлический прыжок представляет собой перепад от малых глубин с большими скоростями к большим глубинам на коротком расстоянии, (рис. 16.4); он представляет собой местное явление, при котором нарушается условие плавной изменяемости движения. Гидравлический прыжок образуется часто в нижнем бьефе при Рис. 16.4
истечении воды через плотины, перепады, при истечении воды из-под щита и т.д.
Призматическими руслами называются такие русла, у которых форма поперечного сечения по длине потока не изменяется и площадь сечения зависит только от глубины h, т.е. S=f(h). Примером призматического русла может служить канал трапецеидального сечения с постоянной шириной дна и постоянным заложением относов.
Непризматическими руслами называются такие, у которых форма поперечного сечения изменяется по длине; естественные русла (реки) обычно являются непризматическими.
Открытые русла классифицируются по уклону дна на следующие:
1. Русла с прямым уклоном дна (i >0), у которых понижение дна совпадает с направлением течения (рис. 16.5).
2. Русла с горизонтальным дном (i =0) (рис. 16.6).
3. Русла с обратным уклоном дна(i <0), у которых понижение дна противоположно направлению течения (рис. 16.7).
Рис. 16.5 Рис. 16.6 Рис. 16.7
Дата добавления: 2015-08-01; просмотров: 1114;