Гидрологическая и лесотранспортная характеристика лесосплавного пути на трассе проектирования первоначального лесосплава

Для третьего уровня:

         створ 1,         W3=103.8 м2;

         створ 2,         W3=62.0 м2;

         створ 3,         W3=174.5 м2;

Для четвёртого уровня:

         створ 1,         W4=145.8 м2;

         створ 2,         W4=84.1 м2;

         створ 3,         W4=245.0 м2;

Для пятого уровня:

         створ 1,         W5=190.4 м2;

         створ 2,         W5=106.9 м2; 

         Используя формулы (1.14;1.15;1.16;1.17), а  также значения коэффициента шероховатости  n  и  уклона свободной поверхности  j  из табл.2.5 задания, определяем для трёх створов и для  всех уровней значения средней глубины hср,  средней  скорости потока  V коэффициента Шези С  и расхода воды  Q.  Значения ширины  реки  В  при различных  уровнях замеряются с  профилей  створов,  с учётом масштаба.  В качестве примера,  выполним расчёт на отметке уровня  Z=29.9 м створа 1,  на отметке Z=54.4 м створа 2  и на отметке  Z=39.5 м   створа запани:

Отметка уровня  Z=29.9 м створа 1:

-средняя  глубина реки:

-коэффициент  Шези:

-средняя  скорость течения:

-расход воды: Q=W*V=28.8*0.32=9.2 м3/с

 

Отметка уровня  Z=54.5 м створа 2:

-средняя  глубина реки:

-коэффициент  Шези:

-средняя  скорость течения:

-расход воды: Q=W*V=20.1*0.47=9.4 м3/с

 

Отметка уровня  Z=39.5 м створа запани:

-средняя  глубина реки:

-коэффициент  Шези:

-средняя  скорость течения:

-расход воды: Q=W*V=54.0*0.43=23.1 м3/с

        Методика расчётов на всех  уровнях аналогична. Итоги расчётов  сведены в табл. 1.3.

 Таблица 1.3.

Расчётные гидрологические характеристики лимитирующих створов

при различных отметках уровней.

Отметки расчётных уровней Z, м		Ширина реки по урезу воды В, м		Площадь живого се- чения реки W, м	Средняя глубина реки hср, м		Коэффици- ент Шези С, м 0.5/с	Средняя скорость потока V, м/с	Расход воды Q, м3/с
Створ №1         Zср=29.4 м
29.9 30.5 31.1 34.7 32.3	57.5 62.5 67.5 72.5 76.0			28.8 64.8 103.8 145.8 190.4	0.5 1.03 1.54 2.01 2.5		33.6 40.4 44.5 47.6 50.3	0.32 0.55 0.74 0.91 1.07	9.2 35.65 76.8 132.0 203.2
Створ №2          Zср=53.9 м
54.5 55.1 55.7 56.3 56.9	33.5 35.0 36.0 37.5 38.5			20.1 40.7 62.0 84.1 106.9	0.6 1.16 1.72 2.24 2.78		26.6 31.5 34.7 37.1 39.1	0.47 0.77 1.04 1.27 1.48		9.4 31.5 64.3 106.5 158.2
Створ №3(запань)         Zср=38.5 м
39.5 40.5 41.5 42.5			54.0 60.0 67.0 74.0	54.0 111.0 174.5 245.0		1.0 1.85 2.60 3.3	30.3 35.3 38.5 40.9	0.43 0.68 0.88 1.05		23.1 75.4 153.2 257.4

 

         По данным вычислений приведённых  в табл.1.3 на рис.1.2;1.3;1.4 на поперечных профилях лимитирующих створов строятся графики зависимостей Q=f(z),V=f(z),hср=f(z)

         Для расчёта возможной продолжительности  периода лесосплава необходимо  определить  минимально  допустимые  глубины  для  молевого  и  плотового  лесосплава /2,стр.11/:

                     (1.18)

 

где dmax-максимальный диаметр круглых лесоматериалов, dmax=0.55 (из задания 1.9);

       -относительный объёмный вес лесоматериалов, =0.85;

       -донный запас при молевом сплаве, =0.1м

 

          В курсовой работе:

                                         hмол=0.55*0.8+0.1=0.57 м

для плотового сплава:

                                          hпл=Т+ ,                             (1.19)

 

где Т-осадка сплоточных единиц, из задания (п.3.1), Т=1.2;

      -донный запас при плотовом лесосплаве, =0.2 м

            

                                           hпл=1.2+0.2=1.4 м

 

        На поперечном профиле (рис.1.2) от  отметки Zср следует отложить допустимые глубины для молевого (hмол) и плотового (hпл) лесосплава,  провести горизонтальные линии до пересечения с графиком зависимости Q=f(z) и определить минимальные сплавные расходы Qмол и

Qпл.

       В курсовой работе:

Zмол=29.4+0.57=29.97 м;    Zпл=29.4+1.4=30.8 м

       Затем  эти расходы переносят  на гидрографы соответствующих  створов.    Для построения гидрографов необходимо определить среднедекадные расходы воды 50 и 90%ной обеспеченности в расчётных створах.

Минимальные расходы воды:

В створе №1, с (рис.1.2)         Qмол.1=12.5 м3/с

                                                   Qпл.1=55.0 м3/с

В створе №2, с (рис.1.3)          Qмол.2=8 м3/с

                                                  Qпл.2=42 м3/с

 

         В дальнейшем строим  гидрографы  лимитирующих створов Q=f(z).  С этой целью определяем среднедекадные расходы воды года заданного процента  обеспеченности в расчётных створах /2,стр.12/:

 

                              Qдек=Qрв*Kдек,                                   (1.20)

 

где Kдек- модульный коэффициент декадного стока по данным водомерного поста (п.2.2 задания);

      Qрс- среднегодовой  расход  воды  года  заданного  процента  обеспеченности в расчётном створе /2,стр.12/:

                                                         (1.21)

 

где Qp%ВП- среднегодовой расход  воды года заданной обеспеченности в  створе водомерного поста (табл.1.1.);

      Fрс,F- соответственно  площади водосбора реки в створах расчётном и водомерного поста

       Fрс,F принимаются по графику, рис.1.1.

Расчёты среднедекадных расходов воды в лимитирующих створах производят для третьей декады апреля, трёх декад мая и трёх декад июня.       Среднедекадные расходы в лимитирующих створах №1 и 2  определяют  для  лет 90%-ной обеспеченности, а в створе запани – для 50%-ной и 90%-ной.

На гидрографах в створах №1 и 2 отмечают среднюю дату начала лесосплава (п.1.10 задания).

       В курсовой работе, среднегодовой  расход воды 90%-ной обеспеченности  лимитирующего створа № 1, определяется:

 

                              

 

Среднедекадный расход воды 90%-ной  обеспеченности   для третьей декады апреля в створе

№ 1, определяется по формуле/1.22/:

 

                                Qдек=Qр.с.*Кдек ,                              (1.22)

 

В курсовой работе:

 

                               Qапр.ств.!=26.75*2.2=58.7 м3/с

 

где Кдек-модульный коэффициент декадного стока в третьей декаде апреля,  90%-ной обеспеченности, по данным водомерного поста (п.2.2 задания, К=2.2).

Остальные расчёты аналогичны,  их результаты сведены в табл.1.4. для построения гидрографов.

         В курсовой работе:

                                 

    Створ  запани-Р=50%: 

                             P=90%:     

       По расчётным данным табл.1.4. строятся  гидрографы створов, (рис.1.5;1.6;1.7).

       Плотовой лесосплав  можно проводить  от даты начала лесосплава до даты соответствующей точке пересечения Qпл с гидрографом.  Этот период на реках первоначального лесосплава принимают в пределах 6-15 суток, но не более возможной продолжительности плотового лесосплава Тпл полученной расчётом.

       Молевой  лесосплав в створе  № 1  начинается сразу после окончания плотового и  возможная продолжительность его ограничивается датой, соответствующей точке пересечения минимального расхода Qмол с гидрографом.

       В лимитирующем  створе  № 2  молевой лесосплав начинается  с первого дня лесосплава

(п.1.10 задания). Если горизонтальная линия Qмол расположена ниже гидрографа и не пересекается с ним,  дата  возможного  окончания молевого лесосплава  будет  соответствовать последнему дню июня. Значения расчётных параметров в лимитирующих створах, установленные

по графикам на рис.1.2. и 1.3, заносятся в табл. 1.5.

       Ширина реки в начале периода  плотового лесосплава Внп измеряется на поперечном профиле по расходу Qнп , полученному на гидрографе рис.1.5. и перенесённому на  кривую зависимости Q=f(Z) на рис.1.2.

       Ширина  реки  в  конце периода  плотового лесосплава находится аналогично по расходу соответствующему дате фактического окончания плотового лесосплава.

       Ширина реки при молевом лесосплаве, а также среднее по живому сечению скорости  реки  как для плотового,  так и молевого лесосплава в створе № 1,  определяются  по  этому же способу.

       Расчётные параметры для молевого  лесосплава в створе № 2  определяются  по гидрографу, поперечному профилю  и кривым, построенным для этого створа.

Таблица 1.5.

Значения расчётных параметров в створах № 1,2 по данным примера.

Расчётные параметры	Единицы Измерения	Створ № 1		Створ    № 2 Молевой лесосплав
		Плотовой лесосплав	Молевой лесосплав
1.Минимальные глубины, hмин 2.Минимальные уровни, Zмин 3.Начало периода   4.Окончание периода   5.Возможная   продолжитель-    ность лесосплава 6.Ширина реки:    в начале периода, Вн    в конце периода, Вк    средняя для периода, Вср 7.Средняя  по  живому  сече-    нию скорость течения:    в начале периода, Vн    в конце периода, Vк    средняя для периода, Vср	м м число, месяц число, месяц   суток   м м м     м/с м/с м/с	1.4 30.8 6.05   20.05     15   72.0 72.0 72.0     0.87 0.87 0.87	0.57 30.0 21.05   30.06     40   72.5 61.0 66.7     0.87 0.49 0.68	0.57 54.5 6.05   30.06     55   36.5 34.0 35.25     0.9 0.5 0.7

 

 

Таблица 1.4. Среднедекадные расходы воды Q, м3/с в расчётных створах.

 

Месяц	Декада	Среднегодовой расход воды Qр.с., м3/с в створе водомерного поста с табл.2.2 задания		Модульные коэффициенты декадного стока по данным водомерных постов (табл.2.2 задания)		Среднегодовой расход воды года заданного процента обеспеченности в расчётном створе Qр.с. м3/с				Среднедекадные расходы в расчётных  створах, м3/с Qдек=Qр.с.*Кдек ,
		50%	90%	50%	90%					створ №1 Р=50%	створ №2 Р=90%	Створ запани
						створ №1 Р=50%	створ №1 Р=90%	Створ запани
								Р=50%	Р=90%			Р=50%	Р=90%
Апрель	III	30.3	28.7	2.35	2.2	26.75	10.45	25.54	24.2	58.7	23.0	60.00	53.24
Май	I II III			4.8 6.35 4.15	4.6 6.1 4.0					123.05 163.2 107.0	48.1 63.6 41.8	122.6 162.2 106.0	111.3 147.6 96.8
Июнь	I II III			2.9 1.75 1.23	2.8 1.7 1.2					74.9 45.5 32.4	29.3 17.8 12.54	73.5 44.7 31.4	67.8 41.1 29.0