1.4 Ход расчета

Гидравлический расчет каналов на равномерное движение производится по трем расходам:

• расчетному (нормальному), для определения гидравлических элементов, соответствующих нормальным условиям его работы;

• форсированному, для определения необходимого превышения дамб над уровнем воды и проверки канала на неразмываемость;

- минимальному, для проверки условий командования над каналами младшего порядка и на незаиляемость канала.

Нормальный расход принимается по номеру варианта. Форсированный расход определяют по формуле:

Q_Ф=K_ФQ, (1.14)

где К_ф - коэффициент форсировки (он принимается равным К_Ф=1,15-1,20 при Q =1-10м³/с и К_Ф =1,10-1,15 при Q >10м³/с);

Q - нормальный расход,м³/с.

Минимальный расход Q _min принимается не менее 40% от величины нормального расхода.

При неизвестных величинах канала - ширине по дну b и нормальной глубине задаются относительной шириной канала . Для оросительных каналов рекомендуется величину принимать в диапазоне от 2,2 до 5,0.

Далее расчет по вычислению нормальной глубины в трапецеидальном канале ведется в табличной форме методом подбора.

Приняв в пределах от 2,2 до 5,0 и, задаваясь глубинами h, по формулам (1.3), (1.4), (1.6) и (1.8) определяются значения С, R, x и , а также расходная характеристика К по формуле (1.15), которые заносятся в таблицу 1.3.

К= (1.15)

Таблица 1.3 - Определение расходной характеристики канала

h,м	, м2	, м	R, м	С,м0,5/с	К, м3/с	К0, м3/с
0,5	1,0	2,9	0,34	33,6	19,6	1583,3
1,0	4,0	5,8	0,68	37,6	124,0
1,5	9,0	8,7	1,03	40,1	366,2
2,0	16,0	11,6	1,37	42,1	788,4
2,5	25,0	14,5	1,72	43,6	1429,5
3,5	36,0	17,4	2,06	44,9	2319,9

Расходная характеристика К₀ , соответствующая

нормальному расходу при данном уклоне вычисляется по формуле:

К₀ = (1.16)

Для определения h и b удобно пользоваться графоаналитическим способом. По данным таблицы 1.3 строится график К = f (h) (рис.1.1). По оси абсцисс графика откладывается значение К₀, восстанавливается перпендикуляр к кривой К = f (h). Пересечение кривой и перпендикуляра дает значение искомой (нормальной) глубины h₀.

Далее находится действительная ширина канала по дну b по формуле:

b = h₀, (1.17)

где h₀ - нормальная глубина, найденная по графику (рис.1.1),м.

Вычисленное значение ширины канала округляется до стандартного значения.

При расходах Q >10м³/с значения b принимаются целыми значениями, т.е.: 5,0; 6,0; 7,0; 8,0м и т.д.

Приняв стандартное значение ширины канала по дну, уточняется глубина равномерного движения к₀. (При уточнении

глубины равномерного движения в каналах могут использоваться любые другие способы: И.И. Агроскина [1,3,5], «Последовательные приближения» Н.Н. Павловского, В.Д. Журина и др. [1]).

При уточнении глубины канала можно использовать основной графо-аналитический способ. Расчет ведется в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Уточнение расходной характеристики канала

h,м	b,м	, м2	, м	R, м	С,м0,5/с	К, м3/с	Ко, м3/с
1,5	8,0	14,25	12,2	1,16	40,9	627,7	1583,3
2,0		20,0	13,6	1,47	42,5	1030,5
2,5		26,25	15,0	1,75	43,7	1517,5
3,0		33,0	16,4	2,01	44,7	2091,3
3,5		40,25	17,8	2,26	45,5	2753,1

По данным таблицы 1.4 строится график К=f(h)при стандартном значении ширины канала по дну (рис.1.2) . По значению Ко находится искомая глубина h₀.

Используя построенный график K = f (h), определяются глубины h_max и h_min, соответствующие расходам Q_ф и Q_min. Для

этого находятся соответствующие расходные характеристики из выражения:

(1.18)

K_max= K_min=

K_max= = 1741,6 м/с K_min= = 950 м/с

Далее определяются скорости V₃ и V_p .

Вычисляются средние скорости движения воды в канале при соответствующих расходах:

(1.19)

V= , где

(1.20)

V_max= , где

(1.21)

V_min= , где

Таблица 1.4.1

V м/с	Vmax м/с	Vmin м/с	м2	м2	м2
0,7	0,69	0,6	26,9	30,24	18,81

Производится сравнение полученных скоростей с допустимыми для данного канала, при этом должно выполнятся условие (1.9).

Для построения проектного сечения оросительного канала необходимо назначить превышения гребней дамб над форсированным уровнем воды, значения которых приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Превышения гребня дамбы над форсированным уровнем воды

Расход, м3 /с	Превышение , м
До 10	0,3
10...30	0,4
30...50	0,5

2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРАПЕЦЕИДАЛЬНОГО

КАНАЛА ПРИ НЕРАВНОМЕРНОМ ДВИЖЕНИИ