Građevinski fakultet SuboticaHidrotehnika i vodno inženjerstvo okolinePredmet : Regulacija reka

VEŽBA 5

Zadatak 1

Projektuje se neobložen kanal u peskovitom materijalu srednjeg prečnika zrna d=1.5 mm. Zahteva se da kanal ima trapezni poprečni presek sa nagibom kosina (zbog stabilnosti) od 1:2 (vertikalna prema horizontalnoj dimenziji). U kanalu treba da se uspostavi jednoliko tečenje tako da se „provede“ protok od 7.0 m3/s. Polazna pretpostavka je da širina kanala u dnu iznosi 4.0 m, a da podužni nagib dna kanala iznosi 0.0003.

Proveriti da li u ovakvom kanalu dolazi do pokretanja nanosa na dnu.

Ako dolazi do pokretanja nanosa, projektovani kanal će imati nestabilno dno. U tom slučaju predložiti izmenu projektnog rešenja i ponovo proveriti stabilnost dna.

Ponoviti postupak dok se ne nađe rešenje sa stabilnim dnom (uslov stabilnosti je da se nanos na dnu ne kreće).

Potrebni podaci : gustina zrna nanosa s=2.65 t/m3

viskoznost vode =1.11*10-6 m2/s

Sugestije:Koristiti Manning-ov izraz za otpor trenja.

Odrediti ekvivalentnu hrapavost na osnovu preporuke van Rijn-a za ravno peščano dno (pretpostaviti da je d90 dva puta veće od srednjeg prečnika zrna).

Koristiti Shields-ov kriterijum za pokretanje odnosno mirovanje zrna nanosa (Shields-ov dijagram dat u prilogu)

Zadatak 2

Odrediti maksimalnu dubinu u koritu reke pri kojoj neće doći do pokretanja nanosa na dnu. Korito je široko i približno pravougaono (tako da je dubina ) i formirano u pokretnom materijalu srednje krupnoće zrna d=2.5 mm. Podužni nagib dna iznosi 0.0005.

Potrebni podaci : gustina zrna nanosa s=2.65 t/m3

viskoznost vode =1.306*10-6 m2/s

Koristiti modifikovani Shields-ov dijagram

Ako širina korita iznosi 10 m, sračunati protok za dobijenu maksimalnu dubinu, na osnovu Manning-ovog izraza(uz pretpostavku jednolikog tečenja).

Pretpostaviti da je d90 približno jednak srednjem prečniku zrna (približno uniforman nanos), pa odrediti ekvivalentnu hrapavost na osnovu preporuke van Rijn-a za ravno peščano dno.

Predložiti regulacione radove kojima bi se propustio protok za 20% veći od dobijenog, pod uslovom da korito ostane stabilno.

Zadatak 3

Proveriti da li postoje uslovi za kretanje suspendovanog nanosa u kanalu iz zadatka 1, prvo sa početnim projektnim pretpostavkama, a onda sa dobijenim krajnjim rešenjem.

Slika 1: Šildsov dijagram

Slika 2: Modifikovani Šildsov dijagram

Analitički oblik modifikovanog Shields-ovog dijagrama daje vezu kritične vrednosti parametra Θ sa d¿ :

0 . 024 d¿−1 1<d¿≤4

0 . 140 d¿−0.64 4<d¿≤10

Θc= 0 . 040 d¿−0 .1 10<d¿≤20

0 . 056 d¿>150

gde je:

Θ=τdna

g (ρ s− ρ )d bezdimenzionalni izraz za napon trenja na dnu,

d¿=d 3√ gΔν2 - bezdimenzionalni izraz za veličinu zrna,