Водный транспорт леса - (курсовая)

Водный транспорт леса - (курсовая)

Дата добавления: март 2006г.

    Введение

Водный транспорт леса до настоящего времени являлся хорошо организованной и оснащённой отраслью лесной промышленности. Главное направление повышения эф фективности работы лесной промышленности заключается в полном освоении и рациональ

    ном использовании древесного сырья.

Целью работы является закрепление теоретических знаний по дисциплине “Водный транспорт леса”, развитие умения самостоятельно применять теорию при решении задач. Со- держание курсовой работы предусматривает комплексное решение для отдельной временно- судоходной реки всех основных вопросов организации первоначального лесосплава. Техно- логический процесс лесосплава в курсовой работе оканчивается в устье реки.

    1. Гидрологическая и лесотранспортная характеристика
    лесосплавного пути на трассе проектирования
    первоначального лесосплава

1. 1. Гидрологические расчёты в створе реки водомерного поста

Лесотранспортную способность временно-судоходных рек рассчитывают для маловод ных лет 90%-ной обеспеченности. Объём лесохранилища и длину пыжа рассчитывают для средней обеспеченности 50% и маловодных 90%. Силы, действвующие на опоры запани, рассчитывают при максимальных расходах воды 10%-ной обеспеченности в створе запани.

    В курсовой работе площадь водосбора реки F определяется :
    F=Fп3 +Fбу4 +Fп2 +Fбу3 +Fп1 +Fбу2 +Fбу1,
    где Fп3 , Fп2 , Fп1 -площадь водосбора притоков , км2;

Fбу4 , Fбу3 , Fбу2, Fбу1 -площадь водосбора бесприточных участков, км2.

    F=170+520+230+555+300+565+660=2800 км2
    Таблица 1. 1
    Гидрологические характеристики в створе
    водомерного поста.
    Характеристика
    Показатели
    Площадь водосбора реки F , км2
    Средние расходы: годовой Qср , м3/с
    годовой Qmax , м3/с
    Коэффициенты вариации:
    для среднегодовых расходов воды, Сv ср
    для среднемаксимальных расходов, Сv max
    Коэффициенты ассиметрии:
    для среднегодовых расходов воды, Сs год
    для среднемаксимальных расходов, Сs max
    5. Расчётный процент обеспеченности гидрологических
    характеристик Р, %
    2800
    30. 4
    335. 8
    0. 044
    0. 206
    0. 088
    0. 412
    Параметр Фостера-Рыбкина:
    для среднегодового расхода, Фср /3/
    для среднемаксимального расхода, Фmax
    Модульные коэффициенты К:
    для среднего расхода
    для среднемаксимального расхода
    Среднегодовой расход воды Q %,
    м3/с
    Максимальный расход воды Q %,
    м3/с
    50
    90
    10
    -0. 013
    0. 998
    30. 3
    -1. 27
    0. 944
    28. 7
    1. 32
    427. 14

Средний годовой расход воды Qср, определяют делением суммы всех расходов за период наблюдения на колличество лет:

    , (1. 1)
    Q =547. 4/18=30. 4м3/с
    Аналогично определяется средний максимальный расход Qмax:
    Qmax==335. 8 м3/с,

где еQг, еQmax-сумма наблюдений среднегодовых и максимальных расходов воды в створе водомерного поста, м3/с;

    n-число лет наблюдений.

Коэффициент вариации Сv, средних и максимальных расходов воды за период наблюдений определяют по зависимости /3, стр. 26/:

    (1. 2)

где ki-модульный коэффициент годового стока, вычисляемый для каждого члена ряда по формуле /3, стр. 25/:

    , (1. 3)
    n-число членов исследуемого ряда .

В курсовой работе коэффициенты вариации средних годовых расходов определяется:

    где 0. 0324; 0. 72-приняты по итогам расчётов (табл. 1. 2).
    Коэффициенты асимметрии Cs принимаются /2, стр. 8/:
    Cs=2Cv (1. 4)
    В курсовой работе они определяются:
    -для средних годовых расходов
    Сs, ср=2Сv, ср=2*0. 044=0. 088
    -для максимальных расходов
    Cs, max=2Сv, max=2*0. 206=0. 412

Среднегодовые расходы воды 50, 90 и 10%-ной обеспеченности определяют в следую щем порядке /2, стр. 8/:

    Qp%=Kp%*Qср, (1. 5)

где Kp%-модульный коэффициент, определяется по формуле /2, стр. 8/:

    Kp% =Cv*Фp%+1, (1. 6)

где Фр%-параметр Фостера-Рыбкина для соответствующих значений Сs и P%. Таблица 1. 2

Расчёт исходных данных для определения коэффициентов вариации средних и максимальных годовых расходов воды в створе водомерного поста.

    Год
    Для средних годовых расходов
    Для средних максимальных расходов
    Qгi
    Модуль
    ный к-т
    Кср-1
    (Кср-1)2
    Qmax, г
    Модуль
    ный к-т
    Кмах
    Kmax-1
    (Kmax-1)2
    1982
    1983
    1984
    1985
    1986
    1987
    1988
    1989
    1990
    1991
    1992
    1993
    1994
    1995
    1996
    1997
    1998
    1999
    29. 6
    28. 2
    29. 8
    28. 8
    28. 0
    29. 1
    31. 2
    29. 7
    31. 2
    31. 3
    31. 8
    31. 4
    32. 2
    31. 7
    29. 2
    31. 3
    31. 5
    31. 4
    0. 97
    0. 93
    0. 98
    0. 95
    0. 92
    0. 96
    1. 03
    0. 98
    1. 03
    1. 03
    1. 04
    1. 03
    1. 06
    1. 04
    0. 96
    1. 03
    1. 04
    1. 03
    -0. 03
    -0. 07
    -0. 02
    -0. 05
    -0. 08
    -0. 04
    0. 03
    -0. 02
    0. 03
    0. 03
    0. 04
    0. 03
    0. 06
    0. 04
    -0. 04
    0. 03
    0. 04
    0. 03
    0. 0009
    0. 0049
    0. 0004
    0. 0025
    0. 0064
    0. 0016
    0. 0009
    0. 0004
    0. 0009
    0. 0009
    0. 0016
    0. 0009
    0. 0036
    0. 0016
    0. 0016
    0. 0009
    0. 0016
    0. 0009
    250
    270
    260
    275
    280
    290
    320
    310
    330
    340
    450
    350
    500
    420
    300
    340
    400
    360
    0. 74
    0. 80
    0. 77
    0. 82
    0. 83
    0. 86
    0. 95
    0. 92
    0. 98
    1. 01
    1. 34
    1. 04
    1. 49
    1. 25
    0. 89
    1. 01
    1. 19
    1. 07
    -0. 26
    -0. 20
    -0. 23
    -0. 18
    -0. 17
    -0. 14
    -0. 05
    -0. 08
    -0. 02
    0. 01
    0. 34
    0. 04
    0. 49
    0. 25
    -0. 11
    0. 01
    0. 19
    0. 07
    0. 0676
    0. 0400
    0. 0529
    0. 0324
    0. 0289
    0. 0196
    0. 0025
    0. 0064
    0. 0004
    0. 0001
    0. 1156
    0. 0016
    0. 2401
    0. 0625
    0. 0121
    0. 0001
    0. 0361
    0. 0049
    еQгi=547. 4 е=18 е=0 е=0. 0324 еQmax=6045 е=18 е=0 е=0. 72

Модульные коэффициенты различной обеспеченности КР% , в курсовой работе -для обеспеченности:

    P50% , К50%=Сv50*Ф50+1=0. 044*(-0. 013)+1=0. 998
    P90% , К90%=0. 044*(-1. 27)+1=0. 944
    P10%, К10%=0. 206*1. 32+1=1. 272

Тогда, среднегодовые расходы воды в створе водомерного поста при различной обеспеченности принимают значения:

    -для обеспеченности:
    P10%, Q10%= K10%*Qmax = 1. 272*335. 8=427. 14
    P50% , Q50%= K50%*Qср =0. 998*30. 4=30. 3
    P90% , Q90%= K90%*Qср=0. 944*30. 4=28. 7
    Расчётные данные заносятся в таблицу 1. 1

Максимальный расход воды 10%-ной обеспеченности в створе запани определяется по

    формуле /2, стр. 8/:
    (1. 7)
    В курсовой работе:
    где Fзап-площадь водосбора реки в створе запани, м2
    принимается с графика, (рис. 1. 1) Fзап=2360 км2;
    F-общая площадь в створе водомерного поста, F=2800 км2

1. 2. Гидрологические расчёты реки в лимитирующих створах и определение возможной продолжительности лесосплава

Река разбита на два участка, на каждом из них лимитирующий створ. Для организации первоначального лесосплава необходимо определить в этих створах и створе запани продол

жительность лесосплава, средние значения поверхностных скоростей течения, ширину рус-ла, глубин и расходов. С этой целью, по данным пункта 2. 4 задания нужно вычертить попе

речный профиль для каждого расчётного створа реки. В каждом створе (на поперечном про

филе реки) задаться 4-5 расчётными отметками уровней воды и по формуле Шези, вычис- лить для различных значений глубин величин расхода средней скорости течения и ширины русла.

Для каждого створа определяется средняя отметка дна меженного русла Zср по зависи мости /2, стр. 10/:

    , (1. 8)

где еZ-сумма всех отметок дна меженного русла в промерных точках (из задания 2. 4); n-число промерных точек.

    В курсовой работе:
    для створа 1:
    для створа 2:
    для створа запани:

Нижний расчётный уровень воды должен возвышаться над средней отметкой межен ного русла на 0. 5м, все последующие уровни назначаются через каждые 0. 6-0. 7 м на лими рующих створах и через 1. 0-1. 2 м в створе запани. Ширина реки Впри расчётных уровнях устанавливается в соответствии с масштабом по поперечному профилю.

Площадь живого сечения W для каждого расчётного уровня определяется по следую- щим зависимостям /2, стр. 10/.

    Для первого уровня:
    W1=B1(Z1-Zср), (1. 9)
    Для второго уровня:
    W2=W1+0. 5(B1+B2)(Z2-Z1), (1. 10)
    Для третьего уровня:
    W3=W2+0. 5(B2+B3)(Z3-Z2), (1. 11)
    Для четвёртого уровня:
    W4=W3+0. 5(B3+B4)(Z4-Z3), (1. 12
    Для пятого уровня:
    W5=W4+0. 5(B4+B5)(Z5-Z4), (1. 13)

Средняя глубина реки для каждого расчётного уровня определяется по отношению /2, стр. 11/:

    (1. 14)

где W, B-площадь живого сечения и ширина, соответствующие расчётному уровню.

    Расход воды определяется по выражению /2, стр. 11/:
    Q=W*V (1. 15)
    где V-средняя скорость потока, м/с
    (1. 16)

где С-коэффициент Шези (иногда называют скоростной множитель); R-гидравлический радиус. Принимается равным средней глубине реки в расчётном створе;

    j-уклон свободной поверхности, из задания (табл. 2. 5).

В свою очередь, коэффициент Шези “C” можно определять по формулам Базена, Пав ловского, Маннинга. В курсовой работе он определяется по отношению /5, стр. 57/:

    (1. 17)
    где n-коэффициент шероховатости, из задания (табл. 2. 5).
    В курсовой работе, площадь живого сечения W определяется:
    Для первого уровня:
    створ 1, W1=57. 5*(29. 9-29. 4)=28. 8 м2;
    створ 2, W1=33. 5*(54. 5-53. 9)=20. 1 м2;
    створ 3, W1=54. 0*(39. 5-38. 5)=54. 0 м2;
    Для второго уровня:

створ 1, W2=28. 8+0. 5(57. 5+62. 5)*(30. 5-29. 9)=64. 8 м2; створ 2, W2=20. 1+0. 5(35. 5+35. 0)*(55. 1-54. 5)=40. 0 м2; створ 3, W2=54. 0+0. 5(54. 0+60. 0)*(40. 5-39. 5)=111. 0 м2;

По аналогичным расчётам, используя формулы (1. 11; 1. 12; 1. 13), имеем данные: Для третьего уровня:

    створ 1, W3=103. 8 м2;
    створ 2, W3=62. 0 м2;
    створ 3, W3=174. 5 м2;
    Для четвёртого уровня:
    створ 1, W4=145. 8 м2;
    створ 2, W4=84. 1 м2;
    створ 3, W4=245. 0 м2;
    Для пятого уровня:
    створ 1, W5=190. 4 м2;
    створ 2, W5=106. 9 м2;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6