ГИДРАВЛИЧЕСКИ НАИВЫГОДНЕЙШИЙ ПРОФИЛЬ

Форма поперечного сечения каналов, проложенных в грунтах, может быть различной: трапецеидальной, параболической и полигональной. Сборные железобетонные лотки применяются в основном параболической или сег­ментной формы. Могут быть и другие формы поперечного сечения каналов.

Площадь всех форм живых сечений, кроме полукруга, для которого , зависит от двух или более величин: для трапеции и w = f (b, h, m); для параболы w = f (p, h,);для сегмента с центральным углом j площадь w = f (j, r)и т. д. Поэтому заданную площадь живого сечения данной формы можно получить, используя сколь угодно много различных сочетаний этих величин. При этом каждый из вариантов будет иметь свои значения гидравлического радиуса R и длины смоченного периметра c.

Если найти такой вариант, при котором для неизменяемой w = const смоченный периметр cбудет наименьшим c _min, то гидравлический радиус будет максимально возможным в данных условиях. Следовательно, такой профиль живого сечения с w = const и R = maxпропус­тит наибольший расход. Гидравлически наивыгоднейшим сечением (профилем) канала называется такое, в котором при заданной площади живого сечения пропускная способность канала будет наибольшей, при этом имеется в виду, что коэффициент шероховатости п и уклон дна i заданы и неизменны.

Но чаще гидравлически наивыгоднейший профиль канала определяют как профиль, в котором при данных п и i заданный расход проходит при минимальной площади живого сечения w.
В земляных каналах минимизация w приводит к уменьшениям выемки грунта, то есть кэкономии затрат. При наименьшей длине смоченного периметра возможно уменьшение объемов работ и материалов на укрепление откосов и дна. Кроме того, при c_min снижаются и возможные потери на фильтрацию через борта и дно канала.

Обязательно надо учитывать, что проектировать гидравлически наи­выгоднейший профиль можно только при условии, если величины, от которых зависит площадь живого сечения w, заранее не заданы. Если задана глубина h или другой геометрический размер, то выбор вариантов невозможен и остальные параметры определяются однозначно из формулы Шези.

Для трапецеидального гидравлически наивыгоднейшего профиля значения относительной ширины по дну, подсчитанные по формулам:

(13.1)

приведены в табл. 13.1.

Таблица 13.1

Таким образом, каналы гидравлически наивыгоднейшего профиля представлены относительно узкими и глубокими. Для прямоугольного гидравлически наивыгоднейшего профиля, т. е. m = 0, (h / b) _г.н = 0,5, а для трапецеидального профиля относительная глубина по табл. 13.1 изменяется в пределах (h / b) _г.н =0,64¸4,06 при увеличении т от 0,25 до 4,0. Для параболического русла гидравлически наивыгоднейшего профиля относительная глубина .

В связи с этим крупные каналы не проектируют с гидравлически наивыгоднейшим профилем. Малые каналы, особенно мелиоративные, целесообразно проектировать с гидравлически наивыгоднейшим профилем (сечением) или с профилем, близким к гидравлически наивыгоднейшему.

Допускаемые скорости движения воды в каналах 13

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: