Устойчивость русел рек. критерий устойчивости

Билет №7

Определение расчетных расходов воды при недостатке наблюдений.

Надежность гидрологических расчетов и прогнозов зависит от продолжительности периода наблюдений. Также от их изменчивости, т.е. от C_V. Чем меньше отклонение членов ряда наблюдений от их среднего значения, тем меньше значение коэффициент вариации C_v, тем короче необходим период наблюдений для получения результата требуемой точности. Продолжительность периода считается достаточной, если ряд наблюдений репрезентативный (представительный). Для такого ряда относительная ср.квадратичная ошибка исследуемой гидрологической хар-ки σ_Q ≤ 10%, а относительная ср.квадратичная ошибка коэффициент вариации σ_Cv ≤ 15%. Если эти условия не выполняются, то продолжительность периода наблюдений считается недостаточной. При малой продолжительности периода наблюдений используются методы его удлинения (по выдающимся паводкам, которые учитываются при построении экспериментальной кривой обеспеченности, и по рекам-аналогам с использованием линейной корреляции).

Критерии устойчивости русла

Под устойчивостью русла понимают его способность противостоять условиям деформации.

Приближенное представление о степени устойчивости русла к размыву дают критерии устойчивости. Простейшим из них является критерий Лохтина-Великаного:

ηу = d / (H * I), где:

d – средний диаметр зёрен грунта, м;

H – глубина русла, м;

I – уклон водной поверхности.

Более точный критерий устойчивости дна русла представляет собой отношение показателя прочности грунта PS к удельной влекущей силе потока: ηу = PS / τ.

PS учитывает все основные физические и физико-механические свойства грунта и определяется по формуле:

PS = γ1 * d * f + Cp = g * ρ1 * d * f + Cp = g * (ρs - ρb) * (1 – nS) * d * f + Cp, где:

γ1, ρ1 - соответственно, удельный вес и плотность грунта, взвешенного водой;

d – расчётный диаметр зёрен грунта;

f – коэффициент внутреннего трения грунта в воде;

Cp – удельное сцепление грунта при разрыве в воде, Па;

nS – коэффициент пористости.

Для песчаных грунтов с диаметром d = 0,1 – 1,0 мм => PS = 1,0 – 8,0 Па.

Удельная влекомая сила τ (или касательное напряжение потока на стенках русла) равна компоненту силы тяжести воды, отнесённой к единице площади живого сечения:

τ = γb * h * I = g * ρb * h * I, где:

γb – удельный вес воды, г / м3.

С учётом формул по нахождению PS и τ критерий устойчивости русла можно записать в следующем виде:

ηу = (g * ρ1 * d * f + Cp) / (g * ρb * h * I).

Экспериментальным путём установлено значение ηу для различных стадий движения наносов:

1 - ηу = 12,5 – для начала влечения (подвижки) отдельных зёрен грунта;

2 - ηу = 5,2 – для стадии начала грядообразования;

3 - ηу = 1,1 – начало стадии взвешивания грунта.

Дата добавления: 2015-04-30