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⋅

=