Приложение 10 (рекомендуемое). Расчет противоналедных удерживающих сооружений (валы, заборы)

Приложение 10
Рекомендуемое

Расчет противоналедных удерживающих сооружений (валы, заборы)

10.1. Расчету подлежат: размеры нарушенных (уширенных) русел водотоков, площади растекания перед удерживающими сооружениями, объем наледи, размеры противоналедных сооружений.

10.2. Для проектирования противоналедных удерживающих сооружений необходимы следующие исходные данные:

расход ручья или ключа в осенне-зимний период;

размеры и уклоны логов и склонов в месте постройки противоналедных удерживающих сооружений;

среднемесячная температура наружного воздуха;

среднемесячная абсолютная влажность воздуха;

упругость паров воздуха (см. формулу П.6.5);

среднемесячный коэффициент облачности (см. формулу П.6.8);

среднемесячные потери тепла открытой водной поверхностью.

10.3. Расход водотока определяется по осенним замерам как средняя величина за ряд лет. Остальные данные принимаются по климатологическим справочникам.

10.4. При расчете можно пренебречь обменом тепла с ложем водотока, что практически сводится к отказу потерь тепла наледными водами при протекании их по поверхности льда, имеющей отрицательную температуру. Это допущение идет в запас при определении размеров как уширенного русла, так и площади растекания наледных вод перед удерживающими противоналедными сооружениями.

Средние многолетние потери тепла наледными водами с открытой поверхности могут быть определены по табл. П.10.1, составленной на основании данных Государственного гидрологического института.

Пример. Определить параметры наледи и размеры удерживающего противоналедного вала в районе БАМ при следующих исходных данных: в начале ноября расход водотока Q=2 л/с=172,8 , температура воды °C, уклон главного лога , ширина лога  м, уклоны склонов соответственно левого и правого .

Решение. Полагаем, что наледь, образуемая водотоком на участке уширенного русла (наледном поясе), будет задерживаться земляным валом. В рассматриваемом районе (см. табл. П.10.1) среднемесячные потери тепла водотоком в ноябре составляют .

Таблица П.10.1. Средние многолетние теплопотери, , с открытой водной поверхности в зимние месяцы в районах трассы БАМ

Пункты БАМ (ж. д. станции)	-3 10 x W 0 Теплопотери, ---------, кДж/м2 х сутки W x B 0
	ноябрь	декабрь	январь	февраль	март
Лена - Киренга Киренга - Нижнеангарск Нижнеангарск - Уоян Уоян - Таксимо Таксимо - Витим Витим - Икабья Икабья - Олекма Олекма - Тында Тында - Дипкун Дипкун - Зейск Зейск - Тунгала Тунгала - Федькин Ключ Федькин Ключ - Сулук Сулук - Березовка Березовка - Комсомольск Комсомольск - Тумнинский хр. Тумнинский хр. - Советская Гавань	28,1 28,1 - 29,0 29,0 - 29,8 29,8 - 31,1 31,1 31,1 - 32,3 32,3 32,3 - 29,4 29,4 29,4 - 28,1 28,1 - 27,7 27,7 - 26,9 26,9 - 25,2 25,2 25,2 - 26,5 22,5 - 18,5 18,5 - 16,8	46,2 - 47,0 47,0 - 47,9 47,9 - 49,6 49,6 - 51,2 51,2 - 51,7 51,7 - 52,9 52,9 - 53,3 53,3 - 52,1 52,1 - 52,5 52,5 - 50,8 50,8 - 49,6 49,6 - 47,1 47,1 - 44,3 44,3 - 44,5 44,5 - 43,3 43,3 - 42,0 42,0	48,7 - 49,1 49,1 - 50,0 50,1 - 50,8 50,8 - 51,7 51,7 51,7 - 52,9 52,9 53,3 - 52,1 52,1 - 52,5 52,5 - 52,1 52,1 - 51,7 51,7 - 51,2 51,2 - 50,8 50,8 - 51,2 51,2 - 50,0 50,0 - 47,5 47,5 - 46,2	37,0 - 37,4 37,4 - 39,1 39,1 - 41,6 41,6 - 42,4 42,4 42,4 - 43,7 43,7 43,7 - 42,0 42,0 42,0 - 40,3 40,3 - 39,5 39,5 - 37,8 37,8 37,8 37,8 37,8 37,8	19,3 - 19,7 19,7 - 20,5 20,5 - 21,4 21,4 - 22,3 22,3 - 22,7 22,7 - 23,9 23,9 - 24,4 24,4 - 23,5 23,5 - 22,3 22,3 - 21,4 21,4 - 18,1 18,1 - 16,8 16,8 - 17,2 17,2 - 16,8 16,8 16,8 16,8

Примечания. 1. Значение теплопотерь для районов, расположенных между указанными пунктами, определяется методом интерполяции.

2. Таблица составлена по работе Р.В. Донченко "Теплопотери с открытой водной поверхности в зимнее время на реках СССР". Труды ГГИ, выпуск 83, Л., 1960.

Приняв ширину наледного пояса B=2,5 м, определяется его длина L по формуле (2.2).

принимаем L=10 м, B=2,5 м.

Возможная толщина нарастания наледи в течение одних суток по формуле (2.3) составит

 м.

При толщине нарастания наледи за одни сутки  м и объеме воды, накапливаемом перед валом за одни сутки, , определяется площадь растекания воды перед валом по формуле 2.4.

.

При ширине лога  м его расчистка и планировка выполняется на длине  м. Принимаем  м.

Объем наледи без учета снега при полном ее удержании за время всего наледного периода T=150 суток определяется по формуле 2.5.

.

С учетом формы лога определяем показатели:

; .

Принимаем толщину наледи  м и определяем, какой объем наледи будет располагаться на склоновых участках лога () и в русловой части лога (). По рис. П.10.1, а при показателе 2000 и  м определяем тыс. . По рис. П.10.1, б при показателе 100 и  м получаем объем наледи на 1 пог. м ширины лога 690 . При  м определяем  . Общий объем наледи будет равен  , что почти полностью совпадает с объемом наледи, рассчитанным по формуле (2.5). Можно считать, что толщина наледи принята правильно. Тогда высота () и длина () противоналедного вала, а также длина распространения наледи по логу (l) определяется расчетом:

 м;

 м;

 м.

Согласно П.2.53 участок уширенного русла водотока (наледный пояс) должен быть удален от вала, удерживающего наледь в зимний период, на расстояние более 360 м.