3. vaja: dimenzioniranje strug vodotokov in vodnih...
TRANSCRIPT
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
i
3. vaja: DIMENZIONIRANJE STRUG VODOTOKOV IN VODNIH
ZGRADB
3A. Določitev kritične strižne napetosti
Z uporabo Shieldsovega diagrama določi pri temperaturi 10°C kritično strižno napetost in njeno
brezdimenzijsko vrednost za plavine (pesek in prod) s podano zrnavostno sestavo. Grafično
prikaži soodvisnost med kritično strižno napetostjo in premerom zrn plavin.
Podatki:
T [°C] = 10°C
υ = 1.31 x 10-6 m2/s
ρs = 2600 kg/m3
ρv = 1000 kg/m3
Pesek:
d1 = 0.5 mm
d2 = 2 mm
Prod:
d3= 5 mm
d4= 15 mm
d5= 40 mm.
Enačbe:
Ihg ⋅⋅⋅= ρτ
ρτ
=*u
νsdu ⋅
= **Re
31
2*)1(⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −⋅⋅=
νSgdd
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
ii
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
iii
3B. Dvig vodne gladine v krivinah
Določi dvig gladine vode v krivini s polmerom Rk ter preveri, če so ob danem pretoku Q brežine
trikotne struge dovolj visoke.
Podatki:
Rk [m] = 5.3
Q [m3/s] = 6.2
h1 [m] = 1.15
h2 [m] = 0.3
m = 1.2
Enačbe:
SvQ ⋅=
321 RI
nv ⋅⋅=
RB
gvh ⋅⋅
=Δ2
2
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
iv
3C. Umestitev pragu v strugo
Določi posledice umestitve pragu v pravokotno strugo vodotoka. Ali prag višine p povzroči
zajezbo v strugi?
Podatki:
B [m] = 5
H [m] = 2
Q [m3/s] = 45
P [m] = 1
Enačbe:
SvQ ⋅=
hgvFr⋅
=
gvHE2
2
+=
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
v
3D. Dimenzioniranje jarkov in kanalet pri normalnih deročih razmerah odtekanja
Z uporabo nomogramov za dimenzioniranje kanalet izberite ustrezni betonski kanaleti (tip 28/10
ali 38/15), ki bodo odvodnjavale podane pretoke. V primeru, da sama kanaleta ne more prevajati
podanega pretoka je potrebno izbrati betonsko kanaleto (tip 38/15) v zatravljenem jarku,
katerega brežine imajo nagib 1:1, padec dna kanalete je 15 %. Iz nomogramov odčitajte višino
vode v kanaleti (h), hitrost vode (v) in Froudovo število Fr.
Podatki:
Q1 [l/s] = 80
Q2 [m3/s] = 1.5
I [%] = 15
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
vi
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
vii
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
viii
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
ix
3E. Dimenzioniranje tirolskega zajetja
Dimenzionirati je potrebno tirolsko zajetje za potrebe zajema vode za malo hidroelektrarno. Na
turbino male HE se bo dovajalo pretoke med Qmax in Qmin ob upoštevanju biološkega minimuma
Qbio. Širina struge na mestu izgradnje pregradnega objekta s tirolskim zajetjem je B, naklon
lamel tirolskega zajetja naj bo enak φ. Določite prelivno širino tirolskega zajetja, dolžino lamel,
njihovo debelino ter širino odprtine med lamelami.
Podatki:
Qmax [m3/s] = 1.86
Qmin [m3/s] = 0.45
Qbio [m3/s] = 0.2
B [m] = 18.5
φ [°] = 10
l
0h
s
h s
ϕ
Q
Qbio
Q-Qbio
Levi breg
Desni breg
BX Y
Shematski prikaz tirolskega zajetja
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
x
3F. Vodotok z gibljivim dnom
Ugotovi, pri kakšnem pretoku se začne premeščanje plavin na dnu struge s širino dna B in
naklonom brežin m. Manningov koeficient hrapavosti znaša n, padec dna pa I. Premer
aritmetično srednjega zrna je dm, gostota plavin je ρs. Upoštevaj vrednost kritične strižne
napetosti po Shieldsu 0.05.
Določi padec dna, pri katerem struga ravno še prevaja pretok 100 m3/s brez premeščanja plavin.
Komentiraj rezultate.
Podatki:
B [m] = 8
m = 1.5
n = 0.030
I [%] = 0.5
dm [cm] = 8.9
ρs [kg/m3] = 2650
Enačbe:
mskr dg ⋅⋅−⋅= )(05.0 ρρτ
SvQ ⋅=
321 RI
nv ⋅⋅=
BF Uni 4. letnik - Gozdarstvo 2008/2009 Urejanje hudourniških območij
xi
3G. Dimenzioniranje prepusta
Škatlast prepust je potrebno dimenzionirati tako, da bo v njem vseskozi normalni tok pri pretoku
Q (kota spodnje vode Hsp = 0.93m). Pri določanju višine prepusta upoštevaj varnostno
nadvišanje 0.5m oz. v2/2g. Dolžina prepusta je 10m, kota dna spodaj 0.00m, zgoraj pa 0.05m.
Manningov koeficient trenja je enak 0.020.
Podatki:
Q [m3/s] = 5
Hsp [m] = 1.5
n = 0.020
L [m] = 10
Enačbe:
321 RI
nv ⋅⋅=
hgvFr⋅
=