Przedstawiono procedurę wymiarowania stopnia korekcyjnego rekomendowanego przez autora dla potoków i rzek podgórskich. Stopień ten stanowi połączenie rampy z trapezowym wypadem o dnie odwrotnie nachylonym, Stopnie takie były badane na modelach fizycznych ze szczególnym uwzględnieniem ich hydraulicznej sprawności pod względem rozpraszania energii strumienia spływającego ze stanowiska górnego. Równie ważnym aspektem badawczym było uzyskanie hydraulicznie opływowego napływu strumienia wody na odcinku od przelewu stopnia do przekroju przejścia w regulowane koryto odpływowe. Stopnie takie zrealizowane zostały na rzece Czarna Przemsza oraz na rzece Soła poniżej zapory w Czańcu. Ich działanie jest bardzo wysoko oceniane przez użytkowników eksploatujących te obiekty wodne. Zastosowanie odwrotnego nachylenia dna wypadu w trapezowym korycie powoduje w zależności od wyznaczonego maksymalnego obniżenia jego dna odpowiednie zmniejszenie szerokości w tym przekroju, Jednocześnie wraz z podnoszeniem się dna wypadu przyrasta liniowo jego szerokość aż do wartości równej szerokości dna koryta regulacyjnego w przekroju końcowym. Taka geometria wypadu jest bardzo korzystna dla równomiernego rozpływu strumienia oraz dla odwracania profilu prędkości z rozkładu o dominujących prędkościach przydennych na rozkład odwrotny, w którym prędkości maksymalne występują w górnej strefie napełnienia, zaś w strefie przydennej są one minimalne. Strumień wody wypływający z tak ukształtowanego trapezowego wypadu pozbawiony jest tendencji do ruchu naprzemiennego kierowania się do brzegów koryta. Możliwość w miarę prostego obliczania podstawowych wymiarów stopnia, która zawarta została w niniejszym artykule, przyczynić się powinna do szerokiego stosowania go w praktyce inżynierskiej. Przyjęty zatem został, uzasadniony dla praktyki inżynierskiej, uproszczony sposób wymiarowania trapezowej niecki wypadowej z odwrotnie nachylonym wypadem. Uproszczenie to pomija redukcję drugiej głębokości sprzężonej i długości odskoku hydraulicznego, wynikającą z oddziaływania odwrotnie nachylonego dna wypadu. Jest ono jednak korzystne dla kształtowania takiego rodzaju rozwiązania trapezowego wypadu i zachowuje bezpieczne warunki jego hydraulicznego działania.
EN
The procedure presented in this paper is recommended by the author to design a correction stage of fall for mountain creeks and rivers. The stage is a combination of a ramp with a trapezoid lower stand with an inverse inclined bed. The stages were tested using the physical models with a special attention to hydraulic efficiency of energy dissipation of a water jet flowing from the upper stage. Another important research aspect was to obtain hydraulically gentle inflow of a water jet along the section from an overfall of a stage to a cross-section of a transition to a regulated outflow channel. Such stages of fall were constructed in the Czarna Przemsza River, and in the Soła River downstream the dam in Czaniec, and their performance is highly evaluated by the users. Applying an inverse inclination of a lower stand's bed in a trapezoid channel causes, depending on its maximum depression, an appropriate decrease of a channel width at this cross-section. Simultaneously, together with a raising of stand's bed, its width is increased linearly up to the value equal to the width of a bed at a regulatory channel cross-section. Such geometry of a lower stand is beneficial for a steady propagation of a water jet, and for changing a velocity profile from a distribution with dominant demersal velocities to a diverse distribution, in which maximum velocities are in upper zones while at a demersal zone velocities are minimal. A water jet flowing out from a trapezoid lower stand, shaped in such a way, does not show a tendency to an alternate movement directed towards channel banks. Relatively simple calculations of basic dimensions of such stages of fall are presented in this paper and should encourage users to apply them in practice. Therefore, a simplified method was assumed to design a trapezoid lower stand with an inverse inclined bed. The simplifications neglect reduction of the second coupled depth and a length of a hydraulic jump, which is a result of an inverse inclined stand's bed. It is, however, profitable for such a trapezoid stand, as well as for their safe hydraulic performance.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The present paper is the first part of the wide problems connected with formulation of clear methods of calculation of parameters of a hydraulic jump that is formed in a trapezoid stilling basin of a stage of fall. It is also presented hydraulic analysis that proves that there are such practical conditions where some trapezoid stilling basins might be treated as rectangular ones. They are presented the results of theoretical solutions of non-dimensional equations of both hydraulic jump and energy in a trapezoid channel that are then used in iterative way for calculation of conjugate depths of a hydraulic jump. They were also given explicit equations being approximate solutions within the range fixed by input data. These approximate solutions enable direct calculation of conjugate depths. As well they are presented some empirical expressions being the effect of model investigations of stage of fall in a trapezoid channel that were carried out by A. Kisiel in 1987. The expressions make it possible to calculate velocity coefficient, the second conjugate depth and the length of hydraulic jump in a trapezoid stilling basin. Finally the shapes of stage of falls in trapezoid channels are recomended for engineering practice.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.