Глава 13 каналы

13.1. Формы и размеры поперечного сечения каналов

В системах водоснабжения каналы используют для подачи воды от ее источника к месту потребления. Примерами каналов для во­доснабжения служат: канал Северский Донец — Донбасс (129 км), 30-километровый канал в системе гидротехнических сооружений канала им. Москвы и комплексного назначения — канал им. Моск­вы (128 км) и Северо-Крымский канал (400 км).

Каналы питьевого водоснабжения, где создание санитарных зон вдоль них затруднено, а также каналы промышленного водоснаб-

13*—1324 389

жения в пределах промышленных площадок нередко выполняют закрытыми или заменяют их трубопроводами.

Основными формами поперечного сечения каналов являются трапецеидальная (рис. 13.1, а) и прямоугольная (рис. 13.1, б). Пос­леднюю применяют в скальных и твердых породах, а также когда каналы прокладывают в пределах населенных пунктов и промыш­ленных объектов, особенно в случаях выполнения их закрытыми. Сравнительно редко применяют полукруглую (рис. 13.1, в), поли­гональную (рис. 13.1, г) и другие сложные формы сечения. Изго­товление каналов таких форм затруднительно по производствен­ным условиям.

Поперечные сечения каналов, проложенных в различных усло­виях, приведены на рис 132.

В общем случае живое сечение канала стремятся разместить в неглубокой выемке (рис. 13.2, а), используя грунт из нее в бли­жайшие насыпи или складывая в кавальеры, т. е отвалы, подошва которых должна быть удалена от бровки откоса на расстояние не менее 3 м (рис. 13.2, г). Устройства каналов в насыпи стараются избегать. Там же, где это необходимо, например при подходе к акведукам, их выполняют, как показано на рис. 13.2, в. Ширину дамб канала, фактически не отличающихся от земляных плотин, принимают по верху равной 2 м и более.

При прокладке каналов в глубоких выемках на их надводных откосах устраивают бермы шириной 1 ... 3 м, за которыми распо­лагают кюветы для перехвата и отвода поверхностных вод (рис. 13.2). Из кюветов воду отводят под каналами по трубам или дю­керам в овраги, балки и др Каналы для водоснабжения иногда устраивают в две нитки (рис. 13.2, г), каждую из которых рассчи­тывают (на случай ремонта) на полную пропускную способность.

Размеры поперечного сечения канала В, b, d (см. рис. 13.1), а иногда и его форму выбирают на основе гидравлических расчетов с учетом производственных условий и допустимых скоростей те­чения. При этом используют обычно формулы для равномерного движения воды.

В случае трапецеидального сечения канала при гидравлически наивыгоднейшем его сечении отношение ширины канала по дну b (м) к его глубине d (м) и гидравлический радиус R (м) соответ­ственно равны

(13.1)

(13.2)

Тогда из формулы Шези Q = ACy RI после ряда преобразо­ваний можно получить для определения глубины воды в канале d (м) гидравлически наивыгоднейшего сечения выражение

(13.3)

где А — площадь живого сечения, м²; С=7?^у/л, м°-⁵/с; п — коэффи­циент шероховатости; / — гидравлический уклон; m = ctga.

390

Рис. 13 1. Формы поперечных сечений каналов:

d — глубина воды в канале, Ь — ширина канала по дну. В— ширина канала по

урезу

Рис. 13.2. Поперечное сечение каналов:

а — в выемке; б — в полувыемке полунасыпи; в — в насыпи; г — водопроводный