Водохозяйственное строительство (стр. 7 )

Таблица 5.1 — Коэффициент заложения откосов m проводящих каналов

Грунты	Глубина русла H, м
<1,5	1,5-3,0	>3,0
Крупнозернистые и гравелистые пески	1,25-1,5	1,5-1,75	1,75-2,0
Среднезернистые пески	1,5-1,75	1,75-2,0	2,0-2,5
Мелкозернистые пески	1,75-2,0	2,0-2,5	2,5-3,0
Мелкозернистые пылеватые пески	2,0-2,5	2,5-3,0	3,0-3,5
Средние и тяжелые глины и суглинки	1,0-1,25	1,25-1,5	1,5-1,75
Легкие суглинки, супеси, торф	1,25-1,5	1,5-1,75	1,75-2,0

Таблица 5.2 — Коэффициент шероховатости n проводящих каналов

Грунты	Коэффициент n
Расход воды в русле Q > 20 м3/c	Расход Q = 1-20 м3/с
Гравийные и крупнозернистые пески	0,025	0,026
Среднезернистые и мелкие пески	0,023	0,024
Глинистые грунты	0,021	0,022
Торфяные грунты	0,024	0,026

Таблица 5.3 — Гидравлическая крупность частиц наносов в м/с

Режим осаждения	dср мм	θ
1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
турбулентный	100,0	2,16	1,86	1,55	1,24	0,94
80,0	1,94	1,66	1,39	1,12	0,84
50,0	1,53	1,32	1,10	0,88	0,67
30,0	1,18	1,02	0,85	0,68	0,52
20,0	0,96	0,83	0,69	0,56	0,42
15,0	0,84	0,72	0,60	0,48	0,37
10,0	0,68	0,59	0,49	0,39	0,30
7,0	0,57	0,49	0,41	0,33	0,25
5,0	0,48	0,42	0,35	0,28	0,21
4,0	0,43	0,37	0,31	0,25	0,19
3,0	0,38	0,32	0,27	0,22
2,50	0,34	0,29	0,25
2,20	0,32	0,28
2,0	0,31
Переходный	3,00					0,16
2,50				0,20	0,15
2,20			0,23	0,18	0,14
2,00		0,26	0,21	0,17	0,13
1,80	0,27	0,23	0,20	0,16	0,13
1,50	0,24	0,20	0,17	0,14	0,11
1,20	0,19	0,17	0,14	0,12	0,10
1,00	0,16	0,14	0,12	0,10	0,09
0,80	0,13	0,11	0,10	0,08	0,07
0,50	0,08	0,07	0,06	0,05	0,05
0,30	0,04	0,04	0,03	0,03	0,03
0,20	0,02	0,02	0,02	0,02	0,02
0,10	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Ламинарный	0,050			0,00195
0,040			0,00125
0,030			0,00070
0,020			0,00031
0,010			0,000078
0,005			0,000020
0,004			0,000012
0,002			0,0000031

Таблица 5.4 — Значения характеристики откоса m0 и отношения βг. н.= (b/h)г. н.

m	0,5	0,75	1,0	1,25	1,50	1,75	2,0	2,25	2,5	3,0
m0	1,736	1,75	1,828	1,952	2,106	2,282	2,472	2,674	2,885	3,325
βг. н.	1,236	1,0	0,828	0,702	0,606	0,531	0,472	0,424	0,385	0,325

5.2 Определение допускаемой (неразмывающей) скорости

Рассчитанную в п.5.1 скорость υ необходимо сравнить с максимальной допускаемой скоростью течения воды в канале гидравлически наивыгоднейшего профиля (раздельно для дна и откосов).

Допускаемую (неразмывающую) скорость υдоп. для дна определяют по формуле (4.2), а для откосов υ'доп. по (4.3). Сравнивают полученные значения υдоп. (для дна) и υ'доп. (для откосов) с фактической скоростью υ. Если υдоп.> υ и υ'доп. > υ, то крепление русла не требуется. Если υдоп.> υ, но υ'доп.< υ, то откосы не обладают достаточной устойчивостью и требуется их крепление. Высота крепления hкр от дна до точки, отстоящей на глубину h'от от уровня воды, будет hкр = h-h'от, где h'от определяют по зависимости (4.7) или при cp = 0 по (4.8). Если υдоп.< υ, то требуется также крепление дна.

Диаметр зерен гравийной или щебеночной наброски (пригрузки) для крепления дна Ддн определяют по формуле (4.9), а откосов Дот по (4.10). Толщину крепления δкр назначают и .

5.3 Определение незаиляющей скорости

Минимально допускаемую (незаиляющую) скорость течения воды в канале υнез определяют по формуле (4.11). Учитывая, что вода попадает в канал из водохранилища, в котором произошло осаждение крупных фракций наносов, поступающих из реки, в расчетах принимается мелкая взвешенная фракция с диаметром частиц (0,2-0,4) d50, а мутность потока в канале S = 0,10 -0,15 кг/м3. Гидравлическую крупность наносов принимают по таблице 5.3 при параметре формы частиц θ=0,8 ( температура воды 150 С ).

Если окажется, что υ > υнез, то осаждения наносов не будет. Если υ < υнез, то будет иметь место осаждение наносов. В этом случае можно допустить превышение на 10% значения υнез над средней скоростью υ и следовательно, незначительное выпадение наиболее крупной фракции, объем которой не повлияет существенно на пропускную способность русла. Если 1,1υ < υнез, то необходимо увеличить уклон дна канала.

5.4 Гидравлический расчет канала с заданной глубиной h

Основной задачей расчета является определение неизвестной ширины по дну b, при которой будет обеспечен пропуск по руслу заданного расхода при назначенной глубине h. Зная h и b, могут быть определены все остальные гидравлические характеристики русла и потока. Задачу рекомендуется решать двумя способами: аналитическим и графо-аналитическим.

Решение задачи аналитическим способом производят по уравнению (3.1). Предварительно определяют гидравлический радиус наивыгоднейшего сечения Rг. н. по формуле (3.3), в которой характеристику откоса m0 находят по формуле (1.10) или принимают по таблице 5.4.

Корректируют значение гидравлического радиуса R по формуле (1.13), а ширину русла b путем умножения полученного значения на отношение Rг. н./R. Затем с уточненным значением b определяют площадь живого сечения ω по (1.8) и рассчитывают скорость υ = Q/ω.

Для проверки определяют скорость при уточненном гидравлическом радиусе по формуле Шези (1.2)..

При решении задачи графо-аналитическим способом используют графики (рисунок 3.1), по которым для принятого коэффициента заложения откоса m находят значение β при известном отношении h/Rг. н., где Rг. н. определен ранее по (3.3). По значению β определяют искомую ширину по дну b = βh. При известных h и b рассчитывают площадь сечения ω и среднюю скорость υ = Q/ω.