ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Равномерное движение воды в открытых руслах из "Гидравлика Издание 3 " Понятие об открытом русле. Естественные и искусственные открытые русла. В настоящей главе рассматривается простейший случай движения воды в открытом русле. Движение воды в открытом русле называется безнапорным, происходит под действием силы тяжести и характеризуется обязательным наличием свободной поверхности потока, т. е. такой границы раздела, вдоль которой поток соприкасается с газообразной средой, как правило, с воздухом при атмосферном давлении. При таком подходе к понятию открытого русла сюда могут быть отнесены и случаи движения воды в трубах при частичном заполнении последних. [c.202] Все открытые русла могут быть подразделены на две категории естественные и искусственные. К естественным руслам относятся реки, ручьи, сбросы по тальвегам и балкам и т. п. К искусственным — каналы, лотки, а также туннели, дренажные и другие трубы при неполном их заполнении, т. е. подавляющее большинство сооружений подобного типа, применяемых в гидротехнической и гидромелиоративной практике. [c.203] В дальнейшем изложении будем пользоваться понятием искусственного призматического открытого русла или для сокращения призматического русла. К этой категории открытых русел будем относить такие русла, у которых параметры (за исключением глубины), характеризующие форму поперечного сечения, по всей длине русла остаются постоянными. Например, прямоугольный лоток будет призматическим, если его ширина по дну не меняется по длине, в противном же случае мы будем иметь непризматическое открытое русло. Заметим также, что непризматические русла могут иметь как регулярный, так и нерегулярный характер изменения параметров поперечного сечения по длине. Так, прямоугольный лоток с постоянно увеличивающейся или постоянно уменьшающейся шириной по дну имеет регулярный характер изменения параметра по длине и наоборот. С этой точки зрения естественные русла, как правило, относятся к непризматическим с нерегулярным характером изменения параметров поперечного сечения. [c.203] Зависимости (8-2) и (8-3) [или (8-2) и (8-4)] являются основными при расчетах равномерного движения воды в открытом русле. [c.205] Основанная на большом опытном материале формула (8-5) дает удовлетворительные результаты при расчетах в диапазоне по п — от 0,009 до 0,040 по Я — от 0,10 до 3 м. [c.206] Значения коэффициента шероховатости п Н. Н. Павловский рекомендует назначать в соответствии с данными табл. I приложения. [c.206] Для удобства пользования фор лами (8-5) и (8-10) в приложении даны значения YR при разных значениях R и при наиболее употребительных значениях коэффициента шероховатости п (табл. IV приложения). [c.207] ЧТО в некоторых случаях позволяет упростить технику гидравлических расчетов. [c.207] Коэффициент шероховатости пдля естественных русл. Как указывалось выше, при предварительных гидравлических расчетах естественных русл в последних допускается наличие условно-равномерного движения. [c.207] В этих случаях используются формулы (8-5) или (8-10) с назначением коэффициента шероховатости п по специальным таблицам. В качестве примера приводим табл. III приложения, составленную М. Ф. Срибным. [c.207] Коэффициент эквивалентной шероховатости. Иногда в открытых руслах шероховатость в отдельных частях смоченного периметра может заметно различаться. Если при этом условия равномерного движения в основном сохраняются, то русло можно рассчитывать как единое целое, введя понятие о коэффициенте эквивалентной шероховатости. [c.207] Найденное значение Пакв подставляется в формулы (8-5) или (8-10) вместо п, после чего расчет ведется, как и для обычного русла с однородной шероховатостью. [c.208] Пример, в трапецеидальном земляном канале, имеющем ширину по дну 10 м, боковые откосы по 5 м каждый вымощены булыжником. Найти коэффициент эквивалентной шероховатости. [c.208] Решение. Обозначим левый откос индексом 1, дно — индексом 2, правый откос — индексом 3. Имеем /1=5 м Хг=Ю м Хз= =5 м х—20 м. По табл. I приложения принимаем 1=0,020 2= = 0,030 лз=0,020. [c.208] Сформулированные выше условия равномерного движения воды наиболее полно обеспечиваются в искусственных открытых руслах —каналах. В настоящее время наиболее употребительными, формами поперечных сечений (а следовательно, и живых сечений) каналов являются трапецеидальная и параболическая. Что же касается прямоугольной формы, то ее можно рассматривать как частный случай трапецеидальной. [c.208] Кроме того, очевидно, что В=Ь- -2тк. [c.209] Я2 = 1/У —крутизна откоса на урезе.. [c.210] При определении % можно пользоваться данными табл. 8-1, в которой даны величины N = У2х +2%) + + 1п(К +К1 +2т). [c.210] Русла правильной геометрической формы, элементы поперечного сечения которых можно выразить аналити-тически, часто называют правильными. [c.211] В заключение заметим, что при гидравлическом расчете открытых русл все линейные элементы живых и поперечных сечений берутся, как правило, в метрах. [c.211] Вернуться к основной статье