Гидравлические элементы живого сечения потока в канале.

Наиболее часто встречаются поперечные сечения каналов, показанные на рисунок рисунке 7.2. Приведем ниже формулы, служащие для определения величин ω, χ и R.

Симметричное трапецеидальное поперечное сечение (рисунок 2а).Здесь b – ширина канала по дну; h – глубина наполнения канала; величина m, указанная на чертеже – коэффициент откоса:

m=ctg ψ

где угол ψ (см. чертеж) задают не по соображениям гидравлического расчета, а учитывая устойчивость грунта откоса (если откосы канала образуются нескальным грунтом). Ширина потока поверху:

B=b+2mh

Величины живого сечения ω и смоченного периметра χ удобно вычислять по следующим геометрическим зависимостям:

Зная ω и χ, определяем величину R

R=ω/χ

Иногда при расчете каналов пользуются понятием относительной ширины канала по дну:

Β = b ⁄ h

Рисунок 7.2 - Виды безнапорных русел

Величины ω и χ через β выражаются следующим образом:

Прямоугольное поперечное сечение (рисунок 2 б)

Здесь B = b; m = ctg 90˚=0

W = =bh; χ = =b + 2h

в случае весьма широкого прямоугольного русла χ ≈ b.

Рисунок 7.3 -

Треугольное поперечное сечение ( рис.2в)

Здесь b = 0; B = 2mh;

W = mh² ;

Параболическое поперечное сечение (рисунок 7.2 г)

Уравнение параболы, образующей смоченный периметр, имеет вид:

Где р – параметр параболы: оси x и y указаны на рис 2г. Для такого русла ширина потока поверху В может быть найдена (для заданной глубины h) из уравнения:

При (h:B) ≤ 0,15;   При (h:B) ≤ 0,33   При 0,33 < (h:B) < 2,00 При 2,00 ≤ (h:B).