Способ Н.Н. Павловского

При заданном расходе Q, уклоне дна канала i и ширине канала понизу b найти нормальную глубину h можно используя следующий порядок расчёта:

а) определяем требуемую расходную характеристику:

. (П.4.4)

б) Прямым чтением номограммы Н.Н. Павловского (рис. П.4.2) находим значение h₀ для найденной расходной характеристики К₀ и заданной ширины канала b.

Пример вычисления. Дано: расход Q = 20 м³/с, ширина канала понизу b = 10 м и коэффициент шероховатости n = 0,02. Необходимо найти нормальную глубину h₀.

Решение. По формуле (П.4.4) находим расчётную характеристику:

м³/с.

Тогда по номограмме находим, что h₀ = 1,65 м.

Рис. П.4.1. График для расчёта открытых каналов

по способу Н.Н. Павловского

3. Метод П.Г. Киселёва

Определение нормальной глубины канала h₀ производится по графику расходной характеристики модельного канала (рис. П.4.2) при условии, что коэффициент шероховатости модельного канала равен единице (n = 1) в следующей последовательности.

Рис. П.4.2. График для определения глубины

h_мод трапецеидального канала

1. Вычисляем расходную характеристику для модельного канала по формуле:

, (П.4.5)

где Q, n, i и b – заданные расход воды в канале, шероховатость поверхности дна и откосов канала, уклон дна канала и ширина канала понизу.

2. Зная К_мод, находим по графику (рис. П.4.2) глубину модельного канала h_мод, пользуясь на этом графике кривой для заданного коэффициента заложения откоса m.

3. Определяем искомую нормальную глубину проектируемого канала h₀ по формуле (в соответствии с условием геометрического подобия):

(П.4.6)

Пример вычисления. Дано: расход Q = 20 м³/с, ширина канала понизу b = 5 м, уклон i = 0,004, коэффициент откоса m = 1 и коэффициент шероховатости n = 0,025. Необходимо найти нормальную глубину h₀.

Решение. По формуле (П.4.5) определим расходную характеристику модельного канала м²/с.

По графику (рис. П.4.2) при К_мод = 0,342 м²/с для коэффициента заложения откоса m = 1 глубина модельного канала равна h_мод = 0,505 м » 0,5 м.

Подставляя найденную величину h_мод в формулу (П.4.6), получаем искомую нормальную глубину канала: м.