1.4. Проектирование водоотводных канав

Прямолинейные канавы длиной до 200 м с постоянным уклоном дна рассчитываются по формуле Шези (1.1). При этом возможно решение трех типов задач.

1. Расчет расхода. По известному поперечному профилю канавы, его размерам и шероховатости стенок и дна, а также уклону дна определяется по формуле (1.1) величина расхода. В случае, если канава имеет неоднородную шероховатость дна и откосов, вычисляют приведенный коэффициент шероховатости по приближенной формуле

(1.40)

где - части смоченного периметра канавы с коэффициентами шероховатости .(Значения коэффициента шероховатости см. приложения 1 или [2,3]).

2. Определение уклона. По известному поперечному профилю канавы, его размерам и шероховатости стенок и дна, также величине расхода необходимо определить уклон дна, при котором движение будет равномерным. Расчет производится по преобразованной формуле Шези

(1.41)

3. Определение глубины потока в канаве. По известному поперечному профилю канавы, его размерам и шероховатости стенок и дна, уклону дна, а также расходу воды определяют глубину воды, т.е. нормальную глубину. Эту задачу решают подбором такого значения h, при котором удовлетворяется формула Шези.

Запроектированные канавы необходимо проверить на неразмываемость и незаиливаемость.

Средняя скорость течения в канаве должна быть не менее той, при которой начинается осаждение наносов и заиливание канавы. Нижний предел скорости, определяемый условием незаиливаемости канавы, называется незаиливающей скоростью. Значения этой скорости можно определить по приложению 7 . Для практических расчетов, когда насыщенность потока наносами крупнее 0,25 мм не превышает 0,01% по весу, при R = 1м незаиливающая скорость может быть определена по данным табл.1.1.Для канав с м значения умножаются на .

24

Приближенные значения незаиливающей скорости Таблица 1.1.

d, мм		d, мм		d, мм
0,1	0,22	0,4	0,82	1,5	1,03
0,2	0,45	0,8	0,90	2,0	1,10
0,4	0,67	1,0	0,95	3,0	1,11

Верхний предел средней скорости потока в канаве, определяемый из условия отсутствия размыва потоком грунта канавы или укрепления, называется допустимой (неразмывающей) скоростью.

Допустимая скорость зависит от характеристик грунта канавы или укрепления ее поверхности, от глубины потока, формы ее поперечного сечения и характеристик турбулентности потока. Значения допустимой скорости можно приближенно определить по приложениям 2,3,4. Более точные методы описаны в специальной литературе [3,4].

Канавы большой протяженности рассчитываются последовательно, по отдельным участкам. Границы участков назначают в соответствии с точками перегиба продольного профиля канавы. При наличии участков постоянного уклона дна длиной более 200 м, канаву разделяют на отдельные участки длиной 100 - 200 м.

Расчетный расход каждого участка определяют по формуле

(1.42)

где - расчетные расходы соответственно рассматриваемого и предыдущего участков канавы;

- приток воды с водосборного бассейна непосредственно к рассматриваемому участку.

При различных уклонах дна канавы расчет ведут в следующем порядке:

1. Определяют расчетные расходы участков по формуле (1.42).

2. Для каждого участка находят нормальные и критические глубины, а также критические уклоны потока.

3. Строят и анализируют схематический продольный профиль канавы с линиями нормальных и критических глубин.

4. Строят примерное очертание свободной поверхности потока в предположении бесконечной протяженности отдельных участков.

5. Рассчитывают длины кривых подпора, спада и параметры гидравлических прыжков ( при их возникновении).

6.Строят уточненное очертание свободной поверхности потока на всех участках канавы.

25

7. Определяют средние скорости движения потока на различных его участках и подбирают типы укрепления или проверяют на незаиливаемость.

8. Выполняют повторный расчет канавы с учетом конкретных типов укрепления отдельных ее участков.