3.3. Расчет отводящего канала.

Канал рассчитывается на максимальную подачу воды по формулам равномерного движения. Его проектируют в земляном русле трапецеидального поперечного сечения.

Определяем максимальную глубину воды в канале по формуле А. Гиршкана:

3.6

Затем по таблицам 3.4, 3.5, 3.6 для заданных грунтов трассы назначают заложение откосов m и допускаемую неразмывающую среднюю скорость V_нр.

Таблица 3.4

Допускаемые неразмывающие скорости V_нр

потока для песчаных грунтов

Песчаные грунты при среднем диаметре частиц, dср, мм	Допускаемые скорости Vнр (м/с) при глубине потока h (м)
	0,5	1	3	5
0,25	0,37	0,39	0,41	0,45
0,37	0,38	0,41	0,46	0,48
0,50	0,41	0,44	0,50	0,52
0,75	0,47	0,51	0,57	0,59
1,00	0,51	0,55	0,62	0,65
2,00	0,64	0,70	0,79	0,83
3,00	0,73	0,80	0,91	0,96

Таблица 3.5

Допускаемые неразмывающие скорости V_нр

потока для глинистых грунтов

Глинистые грунты при расчетном удельном сцеплении С, кгс/см2	Допускаемые неразмывающие средние скорости Vнр (м/с) при глубине потока h (м)
	0,5	1	3	5
0,01	0,44	0,48	0,55	0,58
0,02	0,52	0,57	0,65	0,69
0,03	0,59	0,64	0,74	0,78
0,04	0,65	0,71	0,81	0,86
0,05	0,71	0,77	0,89	0,98
0,075	0,83	0,91	1,04	1,10

Таблица 3.6

Заложение откосов каналов m

Наименование грунтов, слагающих русло канала	Заложение откосов каналов
	подводных	надводных
Глина, суглинок твердый	1,0 – 1,5	0,5 – 1
Песок мелкий	1,5 – 2,5	2,0
Песок пылеватый	3,0 – 3,5	2,5

Площадь живого сечения канала определяем по формуле:

3.7

При глубине h_макс определяют ширину канала по дну b:

3.8

Полученное значение b округляют до ближайшего стандартного значения, увязывая это с условиями производства работ.

Рекомендуемый ряд значений b_ст следующий: 0,8; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 4,5; 5,0; 6,0 и далее через один метр.

При принятом стандартном значении b_ст уточняем глубину воды в канале:

3.9

Отношение ширины по дну каналов трапецеидальной формы к глубине их наполнения  следует принимать в зависимости от коэффициента заложения откосов m в пределах:

m	
1,0	0,8  3,0
1,5	0,6  3,1
2,0	0,5  3,4
2,5	0,4  3,8

Для коэффициентов заложения откосов более 2,5 это отношение следует определять по расчету или по данным аналогов.

Вычисляем смоченный периметр сечения по формуле:

3.10

Гидравлический радиус R определяем по формуле:

3.11

Приняв для глинистых и песчаных грунтов коэффициент шероховатости n = 0,0225, определяем коэффициент Шези С:

3.12

где при R  1

при R > 1

Далее определяем уклон канала i:

3.13

Для определения глубины канала при любых расходах строим график наполнения канала h = f(Q), для этого задаются 5-6 значениями h и по формуле Шези определяют расход:

3.14

Расчет ведут в табличной форме.

Таблица 3.7

h							Q=V
м	м2	м	м	м/с2,5		м/с	м3/с
1	2	3	4	5	6	7	8
h1							Q1
h2							Q2
h3							Q3
h4							Q4
h5							Q5
h6							Q6

По данным таблицы на миллиметровке строим график h = f(Q) (рис. 3.2), по которому определяем минимальные и максимальные глубины воды в канале.

Строительная глубина канала Н_стр равна:

Н_стр = h_макс + h 3.15

где h – превышение берм над уровнем воды в канале (табл. 3.8), рис. 3.3.

Таблица 3.8

Превышения гребней дамб и бровок берм канала

без облицовки и с грунтово-пленочным экраном

Расход воды в канале, Qмакс, м3/с	h, м
До 1 Св. 1 до 10 Св. 10 до 30 Св. 30 до 50 Св. 50 до 100	0,20 0,30 0,40 0,50 0,60

При расходе воды в канале свыше 100 м³/с превышение гребней дамб должно определяться в соответствии со СНиП 2.06.05-84.

Рис. 3.3. Поперечное сечение канала

РИиии