Максимальные допустимые скорости при равномерном движении воды
| Материал смоченной поверхности канала | υмакс, м/с | Материал смоченной поверхности канала | υмакс, м/с |
| Несвязные грунты: пыль, ил…………………. песок................................... гравий ................................ Связные грунты: супесь и суглинок ……… глина…………………….. |
0,15  0,20
0,20 0,60
0,60 1,20
0,7 1,0
1,0 
| Скальные породы: осадочные........................... кристаллические………… Крепления: одиночная мостовая……… двойная мостовая………… бетонная облицовка……… |
2,5 4,5
2,0 2,5
3,0 3,5
3,5 
5,0 10,0
|
Что касается минимальной допускаемой (минимальной незаиляющей) скорости υмин ,то численное значение этой скорости может быть установлено для данного конкретного случая по одной из имеющихся эмпирических формул [см., например, формулу (20-12)]; подобные формулы основаны на использовании понятия о так называемой «транспортирующей способности» потока (см. гл. 20).
Необходимо учитывать, что в случае, когда поток воды, поступающий в канал, оказывается сильно насыщенным взвешенными наносами (хотя бы весьма мелкими), скорость υмин может оказаться больше скорости υмакс т. е.
υмин > υмакс. При таком соотношении этих скоростей запроектировать статически устойчивый канал не представляется возможным; здесь мы будем получать статически неустойчивое русло (как правило, существенно деформирующееся во времени).
Иногда (при обычно встречающемся условии, когда υмин < υмакс), проектируя статически устойчивый канал, не удается выдержать соотношениеυ > υмин .Втаком случае приходится идти на периодическую очистку канала от отложившихся в нем наносов. Что касается условия
υмин 
υмакс , то для статически устойчивого канала, т.е. канала, проектируемого как недеформирующегося (во времени), это условие всегда должно быть выдержано.
Втом случае, когда на первом этапе расчета получаем неприемлемое соотношение υ > υмакс , приходится предусматривать те или другие мероприятия, позволяющие или увеличить скорость υмакс, или уменьшить скорость у и в результате добиться соотношения υ υмакс.
1°. Мероприятия по увеличению скорости υмакс. Здесь приходится применять, например, покрытие откосов и дна канала каким-либо креплением в виде каменной мостовой, бетонной облицовки и т. п. Предусмотрев такое крепление для канала, выполненного в грунте, мы, естественно, увеличим υмакс.
2°. Мероприятия по уменьшению скорости v. Скорость 
. Как видно, чтобы уменьшить v, необходимо уменьшить или R, или С, или L В соответствии с этим здесь приходится различать три разных приема:
1) изменение формы поперечного сечения канала, чтобы несколько уменьшить гидравлический радиус; однако за счет изменения R не удается ощутимо снизить скорость v;
2) создание так называемой искусственной шероховатости, в результате чего повышается численное значение коэффициента шероховатости п и снижается численное значение коэффициента Шези С; этот прием в случае достаточно длинных каналов бывает неприемлем с экономической точки зрения;
3)
Рис. 6-8. Устройство перепада для сниже- Рис. 6-9. Схема ирригационного ния канала скорости vканала сперепадами
3) уменьшение уклона i дна канала; обычно приходится обращаться именно к такому приему; при этом по длине канала устраивают перепады.
Поясним устройство перепадов, руководствуясь рис. 6-8.
Стремясь получить минимальный объем земляных работ, линию дна АВ канала назначают примерно параллельной поверхности земли. Таким образом, уклон i дна канала на первом этапе расчета принимается равным уклону поверхности земли.
Если, приняв этот уклон и выполнив гидравлический расчет, получим υ > υмакс то в этом случае следует устроить в канале перепад AD и уменьшить уклон i до величины i'; уклон i' , как правило, определяют, исходя из условия
легко видеть, что такое решение будет, с одной стороны, технически приемлемо, с другой же стороны, экономически наиболее выгодно (при υ < υмакс будем получать большую величину 𝜔, меньшую величину i', а следовательно, будем иметь увеличение объема земляных работ).
Из чертежа видно, что высота перепада с будет
где l и l' – длины канала.
Так как уклоны i каналов вообще малы, то можно считать, что
где 
длина горизонтальной проекции канала. Учитывая это, можем написать, что
Если величина сполучается большой (например, более 2 — 3 м),то по длине канала устраивают несколько перепадов, разбив общее падение на отдельные части (рис. 6-9). Сами перепады устраивают в виде подпорных стен и т. п.
Надо заметить, что в районе перепадов получается неравномерное движение воды, которое будет изучаться нами далее.
В заключение приведем следующее замечание: указанные выше численные значения 
относятся только к случаю равномерного движения воды, когда во всех живых сечениях имеется «нормальная» эпюра осредненных скоростей, свойственная равномерному движению. При нарушении этой эпюры, что имеет место, например, в районе упомянутых выше перепадов, численные значения изменяются.
Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 760;