Организация первоначального плотового лесосплава

 

 

 

 

Таблица 3.9

Технические характеристики буксирных судов
Показатели	Тип буксировщика
	Т-63М	ТМ-73	ПР-1427М	ЛС-56А
Класс речного регистра	О	О	М(лед)	О(лед)
Тип движителя	Винтовой
Мощность двигателя, кВт	110	110		220
Скорость хода порожнем	18	16	19	20.4
Сила тяги на гаке, кН	18	16	55	31.4
Осадка. м	0.8	1.4	1.3	0.63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ И ЛЕСОТРАНСПОРТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕСОСПЛАВНОГО ПУТИ

 

Материалы этого раздела  пояснительной записки служат исходными  данными для выполнения технологических  расчетов.

Для определения расходов требуемого процента обеспеченности в  лимитирующем створе обрабатывают данные по расходам ближайшего водомерного  поста. Чтобы рассчитать расход в  любом сечении по длине реки, строят график нарастания площади водосбора. Для наиболее неудобного для сплава участка реки (лимитирующего створа) строят поперечный профиль и рассчитывают его гидравлические характеристики. Чтобы определить, как изменяется расход в течение навигационного периода, для лимитирующего створа строят гидрограф. Используя гидрограф  и поперечный профиль, определяют продолжительность  плотового сплава, а для створа плотбища отметку гарантированного уровня.

 

4.1. Гидрологические расчеты реки для створа водомерного поста

 

С помощью программы Mircosoft Office Excel 2003 и таблицы 3.2 определяем значение стандартного отклонения σ и среднемноголений расход .

 

 

 

 

 

Определяем коэффициент  вариации

 

 

 

Определяем коэффициент  асимметрии :

 

 

 

По значениям коэффициента асимметрии и процента обеспеченности (95%) из таблицы прил. 2 источника 1 выбираем параметр Фостера—Рыбкина и рассчитываем модульный коэффициент перехода от среднемноголетнего расхода к расходу 95%-ной обеспеченности :

 

 

 

Среднегодовой расход воды 95%-ной обеспеченности определяем по формуле:

 

 

Полученные значения сводим в таблицу. При этом площадь водосбора  в створе водомерного поста определяем после построения графика площади  водосбора реки (рис. 1).

Таблица 4.1

Гидрологические характеристики реки в створе водомерного  поста
Характеристика	Размерность	Обозначение	Значение характеристики
Площадь водосбора реки			2750
Средний годовой расход
Коэффициент вариации	—
Коэффициент асимметрии	—
Расчетный процент обеспеченности	%
Параметр Фостера—Рыбкина	—
Модульный коэффициент	—
Среднегодовой расход 95%-й  обеспеченности

4.2. Построение графика нарастания площади водосбора

 

Площадь водосбора — это  площадь с которой атмосферные  осадки попадают в реку. В любом  створе реки ее можно определить, построив график нарастания площади водосбора (рис. 1).

 

4.3. Гидрологические расчеты реки в лимитирующем створе

 

В соответствии с условием курсового проекта плоты сплавляют  от верхнего склада до устья реки. На этом участке задан расчетный  створ (лимитирующий створ — самое неудобное место для сплава плотов). По геометрическим и гидравлическим данным этого створа в дальнейшем будут рассчитываться продолжительность сплава, габариты плота и скорость его буксировки.

Для технологических расчетов в первую очередь необходимы поперечный профиль с гидравлическими характеристиками и гидрограф лимитирующего створа.

 

Расчет гидравлических характеристик расчетного створа

 

Определяем и наносим  на поперечном разрезе среднюю отметку  условного дна русла:

 

 

 

 

Определяем по формулам:

• площадь сечения потока между расчетным уровнем и условным дном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w₆  = м²

 

• среднюю глубину реки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• коэффициент Шели

 

 

 

где n — коэффициент шероховатости русла, определяем по таблице 3.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• среднюю скорость потока

 

 

 

где I — уклон свободной поверхности воды, определяем по таблице 3.1

 

 

 

 

 

 

 

 

• Расход воды при i-м уровне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.2

Расчетные гидравлические характеристики лимитирующего створа при  м
Отметки уровней , м	Ширина реки,	Площадь сечения	Средняя глубина	Коэффициент Шези	Средняя скорость	Расход воды
28.6	43	0	—	—	—	—
29.1	47	22.5	0.478	32.74	0.34	7.65
30.1	55	73.5	1.32	38.79	0.676	49.686
31.1	65	135	2.07	41.82	0.91	122.85
32.1	70	197.75	2.825	44.05	1.12	221.48
33.0	76	261.8	3.44	45.52	1.28	335.104

 

 

Построение гидрографа

 

Определяем среднегодовой  расход заданного процента обеспеченности в расчетном створе:

 

 

 

Рассчитываем среднедекадные расходы воды 95%-ной обеспеченности по формуле:

 

,

 

где — модульный коэффициент декадного стока по данным водомерного поста (табл. 3.3).

 

Таблица 4.3

Среднедекадные  расходы расчетного створа
Характеристика	Значение
Расчетный процент обеспеченности, %	95
Площадь водосбора реки в расчетном створе	2750
Площадь водосбора реки в  створе водомерного поста	2950
Среднегодовой расход 95%-ной  обеспеченности	24.522
Среднедекадные расходы, апрель III декада май I декада май II декада май III декада июнь I декада июнь II декада июнь III декада	27.43 68.577 114.295 64.01 45.718 32.01 18.29

 

4.4. Лесотранспортные характеристики лесосплавного пути

 

При организации первоначального  лесосплава необходимо определить для  расчетного створа продолжительность  периода лесосплава и соответствующие  этому периоду значения скоростей  течения и ширины русла.

Для этого нужен гидрограф (зависимость расхода от времени) для предполагаемого навигационного периода и поперечный разрез расчетного створа с гидравлическими характеристиками. Кроме этого, следует определить минимально допустимую глубину для  плотового лесосплава.

 

Определяем минимально допустимую глубину:

 

 

 

 

Таблица 4.4

Значения расчетных  параметров в лимитирующем створе
Расчетные параметры	Обозначение	Единица измерения	Значения
Минимальная глубина		м	1.8
Минимальный уровень	Z	М	28.6
Начало периода сплава (число, месяц)	—	—	8 мая
Окончание сплава (число, месяц)	—	—	24 мая
Принятая продолжительность  лесосплава		сут	18
Ширина реки в начале периода		м	61
Ширина реки в конце  периода		м	57
Ширина реки максимальная		м	63
Значения расчетных  параметров в лимитирующем створе
Расчетные параметры	Обозначение	Единица измерения
Ширина реки средняя за период		м	60.3
Скорость течения в  начале периода		м/с	0.89
Скорость течения в  конце периода		м/с	0.79
Скорость течения максимальная		м/с	0.92
Скорость течения средняя  за период		м/с	0.86

 

 

 

 

 

4.5. Расчет гарантированного водосъемного уровня на плотбище

 

Таблица 4.5

Форма для расчета  среднего уровня и стандартного отклонения σ
Год			Год			Год
1992	290	385	1998	325	440	2004	180	230
1993	300	395	1999	335	450	2005	205	265
1994	365	480	2000	275	360	2006	330	435
1995	385	510	2001	260	340	2007	195	250
1996	235	305	2002	315	415	2008	220	285
1997	220	285	2003	230	300	2009	345	460

 

С помощью программы Mircosoft Office Excel 2003 и таблицы 3.5 определяем значение стандартного отклонения σ и средний уровень расход .

 

 

 

 

 

Определяем коэффициенты вариации и асимметрии :

 

 

 

 

 

По значениям коэффициента асимметрии и процента обеспеченности (95%) из таблицы прил. 2 источника 1 выбираем параметр Фостера—Рыбкина и рассчитываем модульный коэффициент перехода от среднего уровня к расходу 95%-ной обеспеченности :

 

 

 

Средний уровень воды 95%-ной обеспеченности определяем по формуле:

 

 

 

Отметку гарантированного уровня для расчетного периода плотового  лесосплава вычисляем по формуле: