автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Совершенствование конструкций и разработка метода гидравлического расчета комбинированных дамб

РГб ид

? г, май £93 _

МИНИСТЕРСТВО МЕЛИОРАЦИИ И. ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИК УЗБЕКИСТАН

ТШСЕНТСЮ1Й ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ИНЕЕНКРОВ ИРРИГАЦИЙ И ИЕХАКИЗАЩИ СЕДЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА.

На правах рукописи

КАДИ РОВ одилжон

СОВЕР1ШНСТВОЕАНКЕ КОНСТРУКЦИЙ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА КО:лЬИШРОВА№1Д ДА1ЛБ

05.23.07 - Гидротехническое п мелиоративное строительство

Автореферат дшссерташп на соискагае ученой стеши 1-анлидата технических 1-:аук

Т а !| к с к ? - I 9 9 Ъ

РаЗота выполнена на ка$едре "Гидросооружения" Ташкентского

в механизации сельского хозяйства (ИШИМСХ).

Наущай руководитель ~ доктор технических наук,

профессор Н.Р.Бакиев.

Официальные оппоненты- доктор технических наук,

профессор А.А.Турсунов, кандидат технике ских наук, Ф.ПиЫухамедаанов.

Ведущая организация - "Средазгнпроводхлопок".

Защита состоится " 7 "_____ыая_____1993 г.

на заседании специализированного Совета Л 120.06.21 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Ташкентском ордена Трудового Красного Знамени институте инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства ('ШПШСХ) по адресу: 70QQQ0, ГСП, ул. Кары-Ниязова, 39, ШПШСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан ___^___апреля_______jgg3 г>

Ученый,секретарь специализированного

ордена Трудового Красного Знамени института инженеров ирригации

доктор технических

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.В настоящей время на крупных реках Средней Азии проводятся большие работы по защите берегов рек от размывов и регулирования русел с цельй гарантированного водозабора в ирригационные канаты. Для этого широко используют глухие и сквозные дамбы, выполняемые из различных материалов* Устройство этих сооружений приводит к значительному переформирований русла4 сильно изменяя гидравлические и кинематические характеристики потока.

У оголовков глухих дамб образуются большие глубины размыва. Одним из элективных способов их уменьшения является пропуск части расхода через тело сооружения. При этом коркеЕая часть выполняется глухим (из местных материалов), а оголовок сквозным (пз свай). Такие сооружения получили название - комбинированные.

Идея строительства комбинированных дамб высказано давно. Такие дамбы впервые были использованы при регулировании русла р.Амударьи у Тахиаташского гидроузла. Однако, до сих пор не изучена конструкция таких видов дамб и не разработана методика гидравлического расчета этих сооружений.

Б связи со сказанным совершенствование конструкций и разработка метода гидравлического расчета комбинированных дамб является одной • изактуальшх проблем, имеющих научное п практическое значение при проектировании руслорегулировочнкх сооружения, их строительстве и эксплуатации.

Исследования выполнялись в рамках научно-исследовательских работ ГКПТ по проблеме 004.03.04.ТС и хозяйственного договора по Д-58/87 с прооктнпл институттом Средазгйлроподхлопок "Модельные исследог.аьгия * ноло(: конструкции головьоГ. части босилотшшого водозабора в ШШ. и Ш.К г | >•• •ррогочнгх соорртонш'1 к русле р.Амударья".

, Цель и задачи доследований. Цель диссертационной работы - совершенствование конструкций и разработка метода гидравлического расчета кокбинзрсвшшкх дамб.-. '

Б сор^зтйтши с постаБлеыюа далью решались следующие задачи:

- усовершенствовать конструкцию комбинированной дамбы;

-изучить йш1яш:е Комбинированных дамб на гидравлические характеристики аотока ж - глубину честного 'размыва;

- разработать методику гздратзлпчесг.сх'о расчета комбинированных дамб; / " '

-.разработать рекомендации по расчету и проектировании комбинированных дамб.; . ; ■

'. Ыетфшка исследований! Поставленные задачи решались проведений эксйортюнтальных, теоретических и, натурных исследований вза-ишдейсизий, потока' иядабкнкрогантх дамб.

' •&ксг^риивн»алЬШ1е /всмедов^й^лфоводаяись на разыкьаешй и нерш^ываешй Аоделях Ч проблемной лаборатории кафедры "Гидросооружения" г^аИшЬА/ с использованием современной измерительной аппаратуры и, приборов. Иолученые результаты экспериментальных исследований ■ обрабатывались на ¿ШЦ. • . ; . . ,

При теоретических разработках использовались основные положения теории.турбулентных струй, растекающихся в ограниченном пространстве. Батурине исследования ароыодались на р.Аыударья в районе Та-хиаташского гадрадзла., где бюш, яостроень' комоштрованные дамбн.

Научная новизна. На основе проведенных исследований автором впервые получены следующие научные результата

- у совершенствована-конструкция комбинированной да^оы, установлены оптимальные соотношения размеров глухих к сквозных частей, ко-э^идиента застройки и угла'установки комбинированной дамбы; • - изучен уровенни; режим а плановые размеры потока в зоне деке-

твия комбинированной даыбк;

- установлена закономерность распределения скоростей за дамбой;

- изучено влияние конструкции шлбиннровенной дайн на глубину местного размыва; -

- разработана рекомендацию по- проектированию комбинированных дамб для условий легкоразыьваемкх русел рек,

Практнчестше зпачонко п эйонсддгеоская зсйвктиБкость.Результата исследований непосредственно связаны с решением производственных вопросов. Рекетлеидашш по проектированию комбинированных дамб для условий легкоразшгваеыкх русел рек позволяют решать важную народнохозяйственную задачу - защиту берегов рек, дрлбре'яших земель к населеннее пунктов от неблагоприятного воздействия речного потока.

Экономическая эЭД' ектавность рекомендуеьш ко не тру каш" комбинирование леи/,б определяется тремя факторами: сниягением ущ'ёрба от раз-мгаа берегов, капиталь кис влокешШ за счет уменьшения объемов крепления п себестоимости берегозащкт'його сооружения*

Основины достоинством этого типа сооружения является возможность заблаговременного изготовления отдельна элементов нндустрнальнш способом, технология их забивки позволяет производить строительное работ»- гтсского качества* ¿тот теп регудягшонккх сооружений рекомендуется использовать для защиты йакбалее бТБет(з*вея№яс объектов.

Реапизацяя и виедренке результатов ксслеяоващШ. Йо результатам ксследсваи-:П составлен кор1да?квнг1! донушнт (утверндем техшчесКЕМ советом :.:."кБХ Ресщ блики Узбекистан, протокол1 4 от Ь03.31г,)*Реко-«епдаиа: по проекторогалго 1:о;.»гашроваккгх дшб дм условии легко-' раггпаелгх русел рек", Тыл:с-кт, 1501 г;

- не; по ль го гак ю.с-.ктутогл Сродазгк:фоводхдопок прк составлении нросю-а ! гглаго ;;г[:п:> с;:?гэ г.аьааа я ТсЮ "Ьерегоукрепительнго и рус-

лорегулироБочнне сооружения в голове К.1К";

- Рекх&хшдованнне конструкции и метод расчета комбишровашшх даыб вошли в учебное пособие ЬиР.Ьаккева для высших учебных заведений гйдротехнкчесюгх. специальностей ( Проектьроианке рвгуляцион-яис соор^кий при юдозаборо на рашшких роках, Ташкент, 1930 г.) и используется г учебкой процессе.

Основное ¡;олол'.о~1д;я д^ссртацик. вгносш.п о на згицглгу:

- результаты исследований усовершенствованных конструкций комбинированных дшЗ; '

- рекомендации по проектировании и методике расчета комбинированных регуляционных сооружений.

. Апроба/кя работ и. Осковьке цояокешя диссертационной работы обсувденк и одобрени на: влучно-прокзводствеиьвх конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ТШ'и'лСХ (19;&-1992гг.); Всесоюзной научно-технической конференции молодых учених к 40-лотию КааЙКЬ (Алма-Ата, 1Ш4г.); .ЬсесоюэноП научно-технической конференции молод!гх учень'Х (Куйбппеь'ДУЗЬг.); Ьснсоюэной конференции молодюс учеш-х и специалистов на тому:"11о1шшо1ше эЭДектиыюсти мелиорируемых земель и водохозяйственное строительство"(Тбилиси, 1987г.); Ьсвсошиок совещании "Ьыуиюе обеспечение повшшшя зс^ек— тивностк использовании мелиорируешх земель" (Ыоскш,ХС!87г.)» Ьое-сохшюй конференции молодце учених к специалистов "Пути повмшенпя эффективности использования водите ресурсов в условиях их нарастающего дефкшта" (Ташкент,ЮвсЗг.)» республиканской конференции моло,-.(шгл учешгх-мехшшюв, посшщшшой 70-леиш ЫКШ (Ташкент, ЦШг.); Ш'О Л1кВХ Республики Узбекистан (Ташкент, 15Лг.); на расширенном заседании ха$едр "Гидросооружения", "Гидравлика", "МниС1*, ''ТОГ С;,1Р" ЪйШСХ (Ташкент,1993г.).

7 ■ ■

Публикация. По результатам исследований опубликованы 9 научных работ, в которых изложены основные положения диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5г.1 выводов, рекомендаций иприлояепия. Она изложена на 119 страницах машинописного текста и содержит 32 рисунков, список использованной литературы из 124 наименований. Общий объем диссертации составляет 158 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Б первой главе приводится обзор существующих исследований по изучении работы глухих и сквозннх регуляционных сооруяений и их взаимодействия с потоком, подробный анализ теоретических обоснований, экспериментальных и натурных исследований. Исследованием взаимодействия потока с регуляционным сооружением занимались отечественные и зарубежные ученке: С.Х.Абальянц, С.А.Абдрасилов,Г.Н.Абрамович, Т.Ф. Аврова.С.Т.Алтушш, В.С.Алтунин, Г.А.Амбарцумян, К.Ф.Артамонов, Т.Х. Ахмедов, М.Р.Бакаев, Б.В.Балакин, С.Г.Банкиров, Л.А.Ьузунов, Р.И.Гарда, А.А.Гелуташвшт, Ф.Г.Гунько, Н.Ф.Дакелия, Х.А.Ирмухамедов, Ф.Ш. Пшаев, О.А.Кашоп, Р.Ь.Картер, И.М.Коновалов* Т.Д.Кукина, И.И.Кириенкс

A.М.Датышенков, II.Ь.Лебедев, П.¡¡.Леси, Б.1л.л1аккавеев, Б.Н.Мартенсон,

B.А.Маглакалидзе, А.Я.»«лович, Ц.Е.мирцхулава, А.М.¡Лихачев, А.М.Муха-медов, Я.Схухашдов, М.¡Д.Овчинников, И.Я.Орлов, А.Н.Рахманов, Г.А. Рубинштейн, п.С.Румянцев, Г.Ь.Руруа, В.Б.Садомова, Б.М.Селезнев,

• А.Б.Сл&утг.на, Б./-.Студекичт:яов, Б.Е.Тузов, А.А.Турсунов, Р.К.Уркин-баев, Р.т.Хачатрян,'В.О.Цаназза, Г.Л.Цой, К.Ш.Шарапов, Н.А.Шеренков, Д.Б.ШТеренлихт и другие.

Анализ стих работ показал, что многие актуальные вопросы взаи- # модейстЕяя рогуля1пюнкпс сооружений с йодным -потоком изучены достаточно' подробно п доедены до практического применения. Однако,

не все задачи рассматриваемой проблемы полностьи решеиы шш вообще не рассматривались, в частности отсутствуют исследования работы комбинированных дамб, методика юс расчета и проектироьашш.

Исходя из вышесказанного, сформулировались цель и задачи наших исследований.

Во второй главе сформулированы основные вопросы и задачи, описаны модельная установка и измерительная аппаратура, условия моделирования и методика проведения исследований.

Эксперименты проводились на трех прямоугольных лотках имеющих размеры 40x75х700см, 100x75х1000см,650x50x4000см.

Первый лоток имел кесткое дно, на которое нанесена сетка размером 5x5сы, второй - разшваеыое, сложенное из промытого песка средним диаметром с[ер = 0,2ш и объемным веаом 1,84т/м3, а третья модельная установка - пространственное, сложенное из молотого керамзитового песка с объемным весом 0,76т/ы3 и средним диаметром а(Ср =0,5 ым, толщиной' 50С1.;.

Опнты проводились при" следующих условиях; степень стеснения потока по площади гг^ = ( £г +Р£С)/ 3 - 0,25*0,46 (здесь3 -ширина русла в битовом состоянии, £Г - длина глухой части дамбы, £.с~ длина сквозной части, Р - коэффициент застройки сквозной части, Р гдУ (с/ + 5 } = 0,33+0,67 (где Ы, ¿> - диаметр и шаг элементов свай), угол установки дамбы оС^ = 45°+135°, соотношение длины глухой части ( Ег ) к общей длине дамбк £г/£ - 0,25* ■»•0,75., отношение ширины потока к глубине £//£>6, число Фруда в бытовом состоянии потока - 0,01+0,20, а в сжатом сечении /*£а< 0,4, во всех опытах поддерживался турбулентный режим с чеслс Рейнольдса /¡^ > Ю4. Б опытах соблюдалось равенство безразмерного параметра юшетичносги натурного и модельного потока

{V /дИ )ндт = (/у & )мод, масштаб сирости о<г = ,

масштаб расходов о<„ - »£ » • ©^ , масштаб уклона

у У ^

о<- » масштаб времетт о^г , где и о<^> -

соответственно горизонтальный и вертикальней масштабы. Всего было проведено 12С опытов.

В третьей глава изложены результаты экспериментальных исследований комбинированных дамб. Конотрукщш комбинированной дамбы показана на рис Л.

Обтекание дамбы водным потоком сопровождается образованием трех характерных областей: подпора, скатия и растекания.

Для о цанга: уровенного режима потока, стесненного комбинированной дамбой, на оенояшши экспериментальных исследований 6\ш построчш: продольные пройилм водной поверхности в беэразморш/х координатах и/ /( в> , Р. I£ ); где -

перепад уровней между I - ум створом и сжатым сечением^ &.Я . я " ^¿»/^ ~ скоростной напор в скатал сечений} 8 - расстояние, отсчитываемое от голови дамбы в продольном направлений', ба -шрнна нестесненной части потока.

Перепад уровней сильно меняется по длине деформированного потока начиная от створа, где глубина ьоды выев?. шисвшальиу» величину. далее происходит их спад до сжатого оечвния,

Увеличение зшчений П^ , ъСр , Ег ¡£, , приводит к возратанию величины подпора, спад уровня води перемещается % верхний ш><\, поперечный перекос потока выражается сильнее, При едина« г.отмх услоъгех значение подпора комбинированной дамбы ла 18+Ж? ниже лодлора глу.той дамбы. Величина подпора и глубина воды в сжатом сечену.п устанйптивпется по методике, предложенной Л.ВЛобедч-вш (Гйфзгличсспк'. расчет скатия и растекания потока, стесношюго

Рис.1. Конструкция сквозной частя комбинированной дамбы! . 1-сваи, 2-ростЕерка, З-продояьные насадки. |

ir

перемычками КС. Куйбышев, Оргэнергострой, 1957г.).

Для определения верховой водоЕоротной зоны на основании обработки экспериментальных даншяс получены гра^ич'есзсие зависимости в виде £g / ( в - fi0 \ - / Ktt^i Р , Л/?), которые з-ютснваются в следующем аналитическом виде (коэффициент корреляции £ -0.9?):

з.м + п^мЯ/г-м*6 (О

о '

где S - { I - е^ / 180°) - относктельнмй угол установки дамбн.

Б зависимости от соотношения длины глухой части к общей длине ( Ег /£), в потоке йоршруются две различные расчетные схемы:

- если Вг (В > 0,5, то одна зона турбулентного перемешивания, рис.2а;

- если Вг / В < 0,5, то две зон» турбулентного перемешивания, рис.26.

Припяти следующие обозначения: Ш - створ максимального подпора; 00 - стсор стеснения; СС - створ максимального планового сжатия потока; 1Ж - конец водоворота; 0"-1 - грлница слабовозмущенного ядра; 0'-2 - внешняя граница зону интенсивного турбулентного переменивакпя; 0'-3 - граница транзитного потока; 0'-4 - линия нулевых скоростей, рис.2а. о"- 4 - граница между первой зоной турбулентного перевешивания к с путного течения; о' - 5 - граница г,?е?ду спутниц течением и второй зоной турбулентного перемешивания; 0'~ 2 - линяя нулешгс скоростей; 0! - 6 - внешняя граница второй зо-ктнтенснвного турбулентного перемешивания, рис.26, , (

Анализ плаиоп'Т "гхр скоростей показал, что в потоке различайся эокк с большими к «алия иогюрчтинш градиента® скоросгэй. Поэтому пркнята сх-.-ка деления потока на гидравлически одпсрозтиа

Зоtat слабзЕозмуцвнного ядра, сцутксго течанхя sa сквозной частью, воремезивакия л обратных скоростей.

Сбндруксно, что характер распределения скоростей зависят от соотношения длг.ш.' глухой части к обяэЗ длине сооружения (£г (В ).

УСГАНОЬШгЖ ОСШБШХ ПШЮБНХ РАЗМЕРОВ ПОТОКА В СКЖ'Т.1 СХАШ

С целью устагоютения области сжатия ige по результата экспортаиташшх ксслг.доганий построены гра^чеекке зависимости в vuii.c £cv,ißt - f- (/г, . Р ), которые описываются р сле-дупчь-м вадо (KOiij'.iüUMOüT корреляции t =» 0,97): .

Ijß, « о,?г + омп.^-о>б9О ' (2)

Длина области сжатая гоэрпстает о узатиченнем Р %

Наличие сквозной части дямон сказягаег существенное атиянпо на полашта границ мргду гвдрагччипвски однородными зонами в области саштия, Иолучош? следующие зависимости:

I-n rao.Mtvniaii cxwu пги irfi > I) гршпшн Mt'xny оляооуозмущбннкм ядром и aoHvft интенсивного TJ ремонтного iUH'CManüiS'SKiw

й - УЛ- Н (3)

где -T't - аточитыкии'С.ч от головы дамон С.

граница мйч;о' золой кнюнегкного турбулентного переход»

(-Н,:НП 1! 'iOÜOÜ ООря'ГИ'Х ТОЮТ.

- i UMt t^i^/t'ccY^ Щ

ü) vtvi'iiHiii tivyr.iv.Tm.'M погоном и родомроткрй ечтеть»

//, .....{>-£)Съ/£сс)'/л

и

где ¿C¿ - отсчитывается от головы глухой части дайн о'.

4) ширина зоны интенсия-ого турбулентного глреысшиванкя

.для сечения СО при = £сс? - casoí^ и Вес

4 IV)

2-я расчетная схема, при £ < O.b I) граница медду слабовозмущенним ядром и зоной интенсивного ту; , булентного перемешивания

(ti)

где - отсчитнваатся от головы дамбы 0" и меняется в пределах 0 * л, A ecc-¿coos

2) граница между первой золой интенсивного турбулентного перемешивания и спугнш потоком

. = ро + О,OS (9)

3) ширина первой зоны турбулентного перемешивания

У^-Ц- (ГО)

! 4) граница мавду зоной спутного потока ь второй зоной турбулентного перемешивания

U = tís/6, - (<~&K,)(4*/ee*fb (П)

'5) граница между второй зоной турбулентного перемешивания и зоной обратных токов

Q¿ ¿%/Bj* i-o,(s(<-a<<)(xs!eccyk da)

6) ширина второй зоны турбулентного перемешивания

А = = °M<-éXiK**№ccf* (13)

7) граница. микда транзитп!потоком и ведоворотьой область» ljj8t /-(/-^(Ъ/ЪеУЬ - (14)

где 4 Л ^ ■.

¿ = В7 / - •■,03ji]iiimeHT планового скатил;

К/ f - относительная ширина нцра е сг£7:сн сеч-экж;

$т - ширина транзитного потока.-

Д'Л коэффициента цлапового схатвя с£ и относк-

телььсь '¿фиш ядра в сжатом аечешщ К предлателк грифшесоде 'Зависвииста аппроксимация которых приводит к следующим виракенкям (KQaqíiíHiwiiT коррелы;.-и 2 - 0,Я5):

£ = 0,30 - 0,23 0,18в- (15)

Kf = 0,Ь7 - 0,47/г^ ч ü.19«- (18).

РАСЧЕТ GKCKGTilG.ro ¡ЮМ Б ОШСТИ СЖАТИЙ

Средни» скорость транзит-ново потока £ сжатом сечении определяем по формуле

VT=<a/£-0/'V ' (17)

Максимальнее и мшшдыша скорости потока в сжатом сачешга определятся цо соотношениям: . , '

* I.I 1.05 1 Uminc¡Vf« 0,95 f 0,9В (18)

Средняя скорость в зике слабовознущвшюго ядра сжатого сдче-шш определяется по ^opuj/ia

" ( Umav0 + U.ninJ /& (19)

Распределение скростей до ширине сдабовоэцущешого ядра в области сжатия производится по зависимости предложенной Ы.Р.Еаки-

егш (Закономерности растекания .потока за глухЪй и сквозной шпорой. Авторе^. дисс. к.т;н., -Ташкент* '1974г. ,27с.) *

где - угол мехду направлением вектора скоростей и осьы лотка, соответственно максим&шш и минимальная скорости поток в рассматриваемом стьоро, - ширина-зоки слвбовозмущенного ндрп в оолисти схгаип. Для определения чначений ¿¿лп'г|1а осиопании океноркмои-

тайных исследований.в диссертации 'построены графические зависимости в виде ит-п я ^/(^с)

Относительные скорости /Лт'/г / ¿/тт г и пределах облает сжатия по мере удаления от аголапм димйы с ушш.аюшом Р , о^,, , С г I с возрастает по стщм ОС, а максимачынт отиоои голыше скорости остоюгсн практически постоянными по т.соя длшю , нрг !.созг значениях Р , , £г! Е , т.о. ¿/пт* к Мтаяс •

Средняя скорость спутного потока, {ормируивюгоон зп сквозной частью дп).й)! и сотом сичишн определяется по ^ормуад

//р^ « ( 1>0 + 1/ш (21) Для опрглштлш кг'фосп: зп.скнопной чпот» и лимон - А^ ««с тг.глеш/ грцичошше эпнигжмости и ¡.ипи "/(Р, ^р , Р.-•//:')

к/,торке ош'.ШП.ПШ'ОН ь <-.ч(,лун1к»м иуш (й О^ЛЛ:

'Ци/Ув + ипРг! В - (1,(»(!!)7 Р + (МУ.'-б»- (.:;:)

.'КОИЦЛ' 1.'.(!||'ГИЛ!,НП |,»м:и<1|Ш •.•1Н!1':|'С.Ч |>,м•<•»•«. 1!; .''•!>'км; П.П'(|Ц ,

• ' I

,,). :!'",! ЧУ г5! .»:1л|">г<) и> i Си.'йм.ч»"!!, ьч»Ч«>{ ¡.» и.''п:..,!1 '.'д ; ' ¡'иогг-!■■■■. •/. 1... ¡.¡У I',:•!! ч;--Аи:,;.!. г!' 'П

аечет-

гдо ¿4 = = Ум ; ¡1 = - У )!£ . х для раса

кого случая, когда £ > 0,5. и^-Ц^ахх Ц } Г1 " У)/Аля первой зоны турбулентного перемешивания и Не » - и^; ^ ~ Г^а "У)14;.? адя второй зоны турбулентного перемешивания, когда <• 0,5.

Величина обратных токов в скатом сечегаи определена исполь-

ювалием уравнения сохранения расхода

__ _ _ ^

** ¿Ь 5 - 6яе, -б9с2 - %

АЗ 'тс, = ¿Ц/ияС) ■ З^/ёо ) '

Ь четвертой глава изложены результаты эксперте нт&зышх н воретическнх исследований закономерности растекания потока, сг.ес-знного комбинированной дамбой, за сяатш сзчзниеи.

Расчет скоростного поля для случая рассчитывается но

) годик о предложенной М.Р.Ъаюшвым для глухой дамбы с учетом осо-»шюстой работн комбинированной дшдбы.

Дли случая < 0,5 разработана сладу мцая методика раочег

I. Дли .определения закона намокания скоростей и зоне елабишз-щенпого лдра было иснольуов'.нЬ' интаграчъиоо соотношении, харакга-. лущов закон сохранения ишульеа н штока (иаднчи реааиа при слоящих допущениях: ряспрвдачонив да*, юная подчиняется гадрости-жому зпкону; иоиорочшго градимгш дэдомнш! очень иик$ уклон I рпнии пулы; глуоиип «>ди I. оОлноти доютоштя и^ипшотся назпа-■идьно и рпшш Лг ( /гр < >/2 )

2. Относительная скорость спуткого потока (за сквозной част-находится из квадратного уравнения

^¿т.^ = о (26)

где/72^ = ЦдА ¡Мр1 - относительная скорость спуткого потока; ЫяА - скорость спутного потока; - скорость слабовозму- •

щепного ядра; Д, = ) « орегЪ^Ф-Аб&Г;

Г=

Ф -[§аСг+ Ьщ + За, (0,55+0,1,5 т^ 0,55ВСг)] к

* ; С,= Г - 4,тхс 7

Сг = 2,21 /Лс/£ } О} = 0,416 + 0,258л7с^О,5Гб >

~ 8с, / 60) Воц = /4,; I* * ; а - Х?в/Яе/>; п * {&-£„)/6.

Ьа расчетный корень нркняыаерся корень уравнения (26) меньше единицы.

3, Закон измекзнкя сгносит^.акой сгоростя обратного тока получен из лавьенкя сохранения расхода, зашгегшкого для всего потока

„ + , , ^ - ¿V

/л т-г (Эт)

с 19

где <?,» ,

Св » + Ьег {Р,55+ 0,Н5_ тно = ине/0^ /

а-4=,.- - - } С,* '

4.Распределеш1е скоростей в зоне пристенного пограничного слоя строится по рекомендациям М,А.Михалева

и\г Ц" ^ 2,ЗИ 8п(Щ (28)

где Юр - динамическая скорость

Хс - касательное напряжение трения на стенке;

5" - З^РЛр + ~ толщина пристенного пограничного слоя У - ордината точки впределах пристенного пограничного слоя. 5. Длина водоворотной зоны за сиаткм сечением определена из дифференциального уравнения неравномерного движения, записанного для транзитного потока с учетом касательных турбулентных напряжений на боковых поверхностях по Прандтлю (¡лихалев Ы.А., К вопросу о распределении струй капельной жидкости вдоль шероховатости поверхности. Известия ВКШ1Г,Т.77,1865). Интегрирование его по способу И.И.Леви и Ф.Г.Гунько привели к зависимостям!

хь -1 ы (Щ) ЩЩЩм) (29)

е - аЧх^/выtX т

Вер - * 4 =

+ » и = (в- }

2 * +Ы* ¿ое<~ (А-г " &А/^ ■

здесь Ад, Л.г- коэффициенты сопротивления дна и берега.

На основе экспериментальных дакних постоянная Кармана принята ае = 0,21, а корректив кинетической энергии ы. - 1,45. Если параметр растекания а - Л^В /Я Ср> 0,2, то обратный уклон необходимо принять равна,) нулю. 6. Расстояние ыевду дамбами

•ЗСр = £гС06°С9+«л(£8 + (30)

где К2 = 0,40 - коэ$$шшект, учитывающий уменьшение длины водо-воротной зонв в размкваеыом русле,

Полученное зависимости дйют возможность построить поле скоростей на участке расширения потока, что позволяет при проектиро-Г, валки защитно-регулировочнвх сооружений (дамбк) дать приближенную оценку возможное размквоворусла, вь-делив область, внутри которой скорости будут превосходить разм;вавщую.

Ь пятоД главе излагаются результаты экспериментальны: и ка-туркгх исследований комбинировавши: да\'б, проведеши'х на разыпзае-!.юм русле. Приводо;тся пример гидравлического расчета чо предлагаемой методике для конкретного участка р.А.мударья в рг.Гоио бесплотен-кого водозабора Каршкского ыап.стр&тьного кагола.

исследования работ!' коыбинированних даг>б на разигааегай годв-ли ккела вель устансвлспшя характера де§ормаш:к дна, влияния 1г/й, Р на глуспку ¡.-естного разигЕа.

Ь ош:тах ; ккскрогагпсь ¡лю:ш.:г.1ыа:е раз-ер:/ г-орокг.;. разигва, длит: Еодо! оротн!"х зон, а ..осле з^всрсения окгшерхш .то сшадся х:ы. реьглгтогс пела г горизонтгля::, которых ¡;'-гез!гаст, что,'

.•хг.с1:галь..ого раз:;.'гд сосрпд:.гат.'хг-стся у ого.-;:.г.ка IV.} . I '\:л;г:л от г.:у. ¡¡о

оси сквозной части, С увеличением tr максимальная глубина размыва приближается к оголовку дамбы. По результатам экспериментальных исследований построены графические зависимости

Анализ этих графиков показывает, что с увеличением Сг /£ , Р , относительные глубины размыва Hpl&s возрастают. Сравнивая результаты экспериментальных исследований изменений глубины размывов у глухих и комбинированных дамб, пришли к выводу, что при наличии сквозной части глубина размыва уменьшается на 15$ при

0,5 и на 37$ при Вг/В < 0,5 при одинакова длинах дамб. С уве-

\

личенигм коэффициента застройки Р • от 0,33 до 0,67 относительная' глубина размыва возрастает на 17%, о увеличением числа Фруда от 0,164 до 0,3, Hp j увеличиьается на 33%.

Для определения глубины местного разлива у колкЗинкрованных дамб рекомендуется формула предложенная О.А.Каюловш (Исследования кинематической структуры потока и местного размыва у массивных поперечных шпор. Автореф. дис...канд.техн.наук. Ташкент,IS69.-30с.) о учетом конструктивных особенностей комбинированных дамб:

= 10,4,К"'V ке (31)

где 1/, Я- - скорость и глубина потока на подходе к дамбе;

- ( о^ / до0)коэффициент, учитывающий угол установки дамбы; ~£.т- коэффициент, учитывающий угол отклонения

напорной грани глухой части дамбы от вертикальной плоскости; К^ = I /(I + Q,09j3) - коэффициент, учитывающий насыщение потока русло$ормирующкш наносами; К£= I /(635|)-1/'6- коэффициент неоднородности грунта ложа реки; К„ = 1/(1 - коэффициент, учитывающий конструкции сооружений.

Сравнения расчетных и натурных величин глубины размыва у ого-

ловка декбы показали их удовлетворительное совпадение (рис.4).

Приводятся общие выводы и рекомендации по практическому использования результатов проведении исследований.

Б приложениях диссертация приведены список использованной литературы и акт внедрения.

ОСНОВНЫЕ вывода Я РЕКОЬШЙДЩМ

На основании систематизации имеющихся сведений литературных источников, материалов натурних исследований проанализированы работ и конструкции руслорегулировочнкх и берегозащитных сооружений,

Результаты 'экспериментальных, теоретических и натурных исследований совершенствования конструкции и разработка метода гидравлического расчета комбинированных дамб позволяют сделать следующие выводи и рекомендации:

1. Б отличие от глухих дамб комбинированное соору;кешш пропускают часть расхода через тело сквозной части дшлбы, при этом глубина размгаа значительно уменьшается. Еще одним преимуществом комби- . нированннх дамб является возможность заблаговременного изготовления отдельных конструкций индзетрпалъпгг. способом, из сборнпс гле-ментов, технология их заопвки позволяет производить строительнге работы ы.сокого качества.

2. Усовершенствована конструкция коыбикировшшоЕ даШ:, уста-ногиенг oamsaumre соотношения размеров глухкх к сквозш-с частей

( €r/£' < 0,6), j:oo-;(;::LT.euT& застроим: ( Р ь С,!: ) и jr-яа установки (для ¿sls'.ti: Серега -<^>¿0°, для струопштравляаде:, < 20° »:o.v.c;:K!potai:iiC/. дахг. ,

I

3. i-fttpf-rcTui.a к:, г: ;:rui -г.пес. : г-счога :.• ьэпо дь;:ст-гпя :: » х дахс, ^стгс.-.сл с кг-ср; х ïtc.ï? к з..ач;:тсль-

6.0

ко

2,0

0.0

_______ , - ,. _____ 23

0* '<1 Ai.

д/f Ue P Л

/ / 0,5

•caí" / fí,/SS

J > Щ5 f OJSS

* >o,5 / û.tsS

í <0,S 0,'Sg

6 ■с O, S <7,5 f

0.0

0,2

}

за глуха и zacmu

. за CfSûi •

J#o¿f *асп/.

0,6

Qí

. до Ш Q6~~ aß То ¿r/4

aö 'Xi • û'i aï ai as Ft

Рио.З. Графики функций

HjjfKr

3,0

6.0

4.0

2,0

■ '. -

( Ijir

t% ■ ■ ¡ . ■ O-PAI A - HA" Штн. Г t/P« ■ е--г1

лгио.чк тргщичесяов сопоотавлешо расчет»« а катурш* ■величин глубины размнва у комбглттфованннг дамб

ному перераспределению гидравлических и кинематических характеристик потока вмяе. и ниже дамб.

4. Длина верховой водоЕоротной аонк загноит от tr/B , Р

и определяется по зависшости (I)¿.Величина подпора определяется по рекомендациям И.В.Дейодева.

5. Длина области сжатия определяется по зависимости (2).

6. В области сжатия к растекавдп различаются зонн, с болылк-т к ыаийдги попёречнтх градиентами скоростей. Поэтов принята схема деления потока на гидравлически однороднее зонг: ядра, сяут-i.oro течения за сквозной частью, Перемешивания и обратных токов.

7. днрактер распределения скоростей зависят от соотношения длины глухо!» части к общей дайне сооружения и образуется:

а) при tv!E > 0,Ь — одна зона турбулени ого перемешивания;

б) при g r/¿" с Oí0 - две'зонк турбулентного перемешивания» первая махду .слабовозг.ущеЕнш ядром и слутн'вм потоком, вторая между спуткш ПОТОКОМ и Еодоворогндй областью. .

Границы гидравлически одьсродккг зон Потока в области сжатия устанавливается по зависимостям (3).. .(14), которые получен» на основе экспериментальна дакнкх. Входящие в зав;:с. мости значения ко-э^ищ-.ентоЬ планового сжатия в относительной шир/.нк ядра определяются по Ссрг.улам <16) и (16).

2. Расчет поля скоростей е области сжатия, нрк tv¡B> 0,5

рассчитывается по методике ы.Р.Ьакпева, предложенной для глухой

дл:Си .с учетом особенностей работа комбинированной дамок. При Ет/£ < 0,Ь рекомендуются зависимости (17).. .(24).

9. Uai:ci:o!.:ejKocr.i растекания потока за сжатгм сечением уста-наглшается но следувдпм зыи&остятл: изменения с::оростзй ь слабо-< гзмулеиюм - (2.,)» изменения скоростей в cnj-тно;.: истоке - ' ч>л), ::змььс-нп;: относительно;. crci оста сС;.£л;.оге тока - (¿7), рас-

пределения скоростей в зоне пристенного пограничного слоя - (2а), длина водоЕорсдаюй. зоны за скатыы' сечением - (29), расстояние ыб:*;-ду дамбами - (30).

, 10. Максимальная глусина размыва определяется по зависимости (31). При неизменных значениях степени стеснения потока, числа Фруда а танке коэффициента застройки, если Ev/£ < 0,6, глубина размыва у коиСюшровашшх' дамб на 37$ меньше чем у глухой дамбы, а при tjt> 0,Ь на. 1Ь% меньше.

II. Разработаны'рекомендации по проектированию комбинированных дамб для условий легкоразмпваемых русел рек л использованы при составлении проектов регулирования р.Аиударьи на участке оесллокшного водозабора в КшК.

Дальнейшие исследования должны, быть направлены на изучение стеснения русла реки дембаш различных очертаний.

Проведение таких исследований позволят наиболее правильно подойти к расчету u проектированию руслорегужровочннх и берегозащитных соорукекий.

основное содйршие диссертацш отрашо в шдадх

РАБОТА}::

1. Основные плановые размеры потока в области слития за комбинированной шорой.//Пути комплексного'совершенствования мелиорации и водного хозяйства. Ташкент: CAlJiiiPi4,11287. -с.80-85.

2. Закономерности растекания потока за сжаты.] сечена ей при односторонней защите берега комбинированной шпорой.//Ссоршж научных ■ тру доб.. Ташкент: САШЖ1. 1387. - С.8Б-Э2. (соавт. Х.А.Лрыухаыедов, ¡¿.Р.Бакиев).

3. Гидравдика потока в области скатия при стеснена его комбинированной дамбой,//Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической кон-

ферекипп молодых ученых и специалистов •'Повышение эффективности мелиорируемых земель и водохозяйственное строительство". Тбилиси: ГрузЫШГиМ. 1937. -С. 154 (соавТ.Ы.Р.Бакпев).

4. Закономерности растекания потока, стесненного комбинированной шпорой за скатш сечением.//Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Москва: БЫСПГтЛ. 1237. -C.I74 (соавт. Ц.Р.Еакиев).

5. Закономерности обтекания жкдкостьв комбинированной шпороГ //Тезисы докладов научной конференции молодых ученых-механиков пс вящекнкх 7ц-Леткю MKCÍJ. Ташкент: 1203. -С.53 (соавт.К.Рахимов).

6. Определение глубины размыва при стеснения русла реки комбинированной апорой.//ТезИск докладов Всесоюзной конференции молодых ученых "Пути поведения эффективности использования водных ресурсов в условиях их -карастаюшего дефицита". Ташкент, 1983.

- С.37-33. (соавт. М.Р.Бакквв).

7. Расчет поля скоростей в области скатил за комбинированной шпорой.//Сборник научных трудов. Ташкент: СЛШ1РМ. 1Э90.

-С.20-54. (соавт.U.P.Батеев).

3. Рекомендации по проектировании комбинирЬванш.'Х дамб для j-слоьий лзгкоразшхаога.х русел рок. Ташкент. 1031. -ЗЬс. (соавт. Р.Багрен).

9. Определение глубит, размыт у коьогшровашп-с дамб.//Сбор ник научных трудов TilZZXZ, Тоаглит. 1292. -С.47-51.(соавт. Ы.Г.

цределения скоростей в зоне пристенного пограничного слоя - (2>3), длина водоворотной зоны за сглтш сечешев - (23), расстояние меы-ду дамбами - (30).

, 10. максимальная глусина размыва определяется но зависимости (31). При неизменных значениях степени стеснения потока, числа Фрудд а также коз^лциенга застройки, если C'v/B < 0,&, глубина размыва у комбинированных дамб на 37$ меньше чем у глухой дамог, а при tv/t> 0»5 на ыеныга.

II. Разработаны рекомендации ао проектированию крмбшшрованных дамб для условий лагкоразмнЕаецых русел рек и использовали при составлении проектов регулирования р.Амударьи на участке оесплотинного водозабора в КЖ.

Дальнейшие исследования должны, быть направлены на изучение стеснения русла реки дамбами различных очертаний.

Проведение таких исследований позволят наиболее правильно подойти к расчету и проектированию руслорегулировочннх и берегозащитных сооружений. '•

• ОСНОВНОЕ СОДёРЕШЕ ДИССЕРТАЦШ! ОТРАЖЕНО В СДЕДВД1Х РАБОТАХ: ;

1. Основние шшювно размеры потока в области сжатия за комбинированной шорой.//Нутд комплексного'совершенствования мелиорации и водного хозяйства. Ташкент: САШШ4, 3237. -с.ЗО-Зй.

2. Закономерности растекания потока за сгкатш сечением при односторонней защите берега комбинированной шпорой.//Сборник научных • трудов. Ташкент: САЙГ.1РИ. 1987. - С.8.5-92. (соавт. Х.А.Ирмухамедов, Iii. Р. Бакаев).

3. Гидравлика потока в области сжатия при стесненна его комбинированной дамбой.//Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической кон-

$ерашгп молодит, ученых и специалистов "Повышение эффективности мелиорируемых земель и водохозяйственное строительство". Тбилиси: ГрузШЛГиЫ. 1987. -С.154 (соавт.М.Р.Бакиев).

4. Закономерности растекания потока, стесненного комбинированной шпорой за сяатым сечением.//Тезисы докладов Всесоюзного совещания. Москва: EfiEITni'.!. 1937. -C.I74 (соавт. Ы.Р.Еакиев).

5. ¡закономерности обтекания жидкостью комбинированной шпорой //Тезке;; докладов научной конференции молодых ученых-механиков по вящекнцх '0-Летию MKCi.l. Ташкент: 1233. -С.53 (соавт.К.Рахилов).

6. Определение глубины размыва при стеснении русла реки комбинированной шпорой.//Тезисы докладов Ъсесоюзной конференции гло— лэдых ученых "Пути повышения эффективности использования водных ресурсов в условиях их «арастаюшего дефицита"; Ташкент, 1983.

- С.37-33. (соавт. и.Р.Ракг.эв).

7. Расчет поля скоростей в области скатия за г.омбкпирован-ной шпорой.//Сборник научных трудов. Ташкент: СЛПШРИ. 1990. -С.Э0-Э4. (соавт.М.Р.ЬаыиеЕ).

8. Рекомендации по проектировании комбинировали) х дамб для лоьиГ; легксразмгг.&ои.х русел роы. Ташкент. 1021. -ЗЬс. (соавт.

М.Р.Такиен).

9. Определение глубкш. размыт у кошгкированш.-с дамб.//Сбор, кик ¿.&уч?;кс труд эх; ZZZZS.OZ. Тпжгит. 1392. -С.47-Ы .(соаьт. Ы.Г.

Ушпу кщцн нахаллнй »агс^иалцан булган к^хбинапиян^игирилгац (чиргоц цис><и - узидан су в угказхаПдит«, боы ф|.:»ц - танасидан сув утказадиган) дакбанши1 коне гр.укиилеиши ><уиь><"аляиап,ириш ва ударни гидравлик хисойлал уомуби тажриба, назарий ьа дала у«ул-лари и зла шпиц натлжаеица ншлаб «ащилган.

Улар дарЗ у:*аннни ростлацка иллышаци. Бу шшюог чч>г.'гирп-даги сув оц1р«и уч ь;исга Нулина,ци: гагн кугарнлииш, цисилин ва ■гарцалши.

НезариЯ дисобни енгиллаитири и учун бу шыюот таъснри.ийги очи"Н>< пг.лравлнк жиХатдян ощ. чшнйлн булгаи зональрга булиб оли-нади. Иншоогнинг наткул булган удча^и нисбатига ц&раб, оргида икки нсушцин зона хопи! буладц.

Изланшалер (тажриба, иазарий ва дала упуяи) натинасида. сув оцдо'ининг чегаралари, те.чликлари, »алаллнй ювилиш чуцурлпк.шрп ей улар орасидаги маео!аларш1 \нсойлаи| услуби ишлаб чицилган.

Мазкур иш пзйпицан у иатл »«а^пди ва таасияно>*а чои этил с«' й&тижалари лоВДалал инсгитутларида А»«ударё уэанининг бош царши канади жойлашгвн цие><цци роетлашда ва гидротехника мутахасоиеди! лари учун "улжалланган учув цуллан»ьсига кирнгилган.

ANNOTATION

The Combined dikes are those having blind root part (to reduce internal washot depthi local material) and the dik? «those oops nre stride through on the definite leught (the pil«3). They are erected do direct the main part of river consumption to the vcter oooop place, to defend tli» btmkn and to regulate the river bed.

Water current flow-rast of the combined dike Is wed by three ere aa formation« brveknater, compressii. and floT>. Let's consider flow area with banks bilnterivl defence baBing on nome rspecte of turbulent Jeto theory7 Bpeoi-fically the scheme of flow division on hydraulicly homogenous Bones.

Florr constraint by combined dikes to the considerable chwifie in voter motion regime Behind the crronped section twe Eonen of turbulent mixing nre formed.

Using th« basic principles of turbulent jets theory ne htive 'vorlced out the methods of the calculation of flow velocity field, the flow being restricted'with combined dikes.

The nim of the theoretical Btud'ies was the determination of velocity, cluuifje I»'; in the nucleus Uni following,

ilcT.' U reverse current U_ and the change of flow region tip n

lenght 2, from which the distance between the construction depends.

X'))e results have been used for the projecting of Arau-dnrye river bed regulation to Knrehy main clianoe in the di-Uelef") woter scoop district.