книги из ГПНТБ / Чернышов, Ф. М. Повышение эффективности путевых работ на многорукавных участках судоходных рек учеб. пособие

--"строения кривых Т=і(В) в обычных координатах (рис. 65,в). В по­ следнем случае потребуется построить лишь одну осредненную ло­ гарифмическую анаморфозу, тангенс угла наклона которой позво­ лит определить расчетную величину тр , затем значения о, р0 і и, на­ конец, Ф м и н (о, Рої).

Следует иметь в виду, что рассмотренная выше проверка доста­ точности расхода воды в судоходном рукаве еще не говорит о том, что вопрос его улучшения полностью решается постройкой запруды или запруд в несудоходных рукавах. В целом ряде случаев не иск­ лючается необходимость выполнения дополнительных работ по ре­ гулированию русла судоходного рукава с помощью постройки в нем полузапруд, продольных или струенаправляющих дамб, берегоукре­ пительных работ и, наконец, благодаря разработке в нем капиталь­ ных или эксплуатационных прорезей. Этот вопрос решается на ос­ новании результатов расчета ширины выправительной трассы для данного разветвленного участка.

Поскольку предложенный метод оценки минимально потребно­

Такое уточнение особенно необходимо для русел, сложенных из крупнозернистых грунтов.

Однако предпочтительность использования в расчетах зависи­ мостей (11) и (12) очевидна хотя бы из того, что ими полностью учитываются габариты судового хода £ с х и Т с х . Кроме того, они позволяют получить значения <3ШШ при ограниченном числе исход­ ных данных, а также более надежную его осредненную величину, если расчет ведется по обеим формулам.

Изложенный метод оценки расчетного расхода воды может быть использован и при определении отметок гребней нолузапруд: Для этого следует считать, что в данном случае судоходный рукав заме­ няется свободной от полузапруд частью русла, а несудоходный ру­ кав — перекрываемой ими частью русла (рис. 66). Тогда примени­ тельно к схеме размещения полузапруд на рис. 66 условия (8), (9), (10), (17) и (18) соответственно представятся в виде'

ного затруднительного участка в менее рукавный ; и его последую-4 щая стабилизация соответственно проектным условиям.

Общие расчетные расходы воды в реке, соответствующие уста­

эмпирическим формулам или по данным о ширине, глубине и кри­ визне хороших в судоходном отношении участков реки, находящих­ ся в, примерно, одинаковых условиях с выправляемым участком. Иногда для этого используют также совместные решения гидравли­ ческих и морфометрических зависимостей, полученных на основе соответствующей обработки поперечных профилей естественно бла­ гоприятных перевалов. Существуют и другие методы определения ширины выправительной трассы, в частности, основанные на исполь­ зовании характеристик транспортирующей способности потока (ме­ тод А. В. К а р а у ш е в а ) и на расчете русловых деформаций (метод К- В. Гришанина и А. И. Чекренева). Последние подробно изложе­ ны в разработанной ЛИВТом методике расчета выправительных сооружений на судоходных реках [22].

Однако эти методы расчета не позволяют непосредственно уста­ новить, что расчетный профиль русла при данных Q, п и I обеспечи­ вает принятые габариты судового хода, а также определить, на­ сколько он отличается от профиля, соответствующего минимальной пропускной способности (при К=Кмин) - Исключение составляет ме­ тод Б. А. Бахметева [28], но и он дает только частное решение. По­ этому в общем случае для русел различных профилей не представ­ ляется возможным получить количественную оценку минимальных расходов воды, обеспечивающих заданные (расчетные) габаритьі пути. .

Несколько подробнее следует остановиться на широко исполь­ зуемом в расчетной практике гидравлико-морфометрическом спосо­ бе определения ширины выправительной трассы, разработанном К. В. Гришаниным [22]. К основным недостаткам этого способа сле­ дует отнести ограниченность его применения для речных русел, сло­ женных из мелко-и среднезернистых песков (Й5п^0,001Г; здесь d50 — диаметр частиц, обеспеченный на 50% по кривой грануломет­ рического состава, Т — средняя глубина потока в пределах выпра­ вительной трассы), и трудность получения на основе натурных рус­ ловых съемок исходных морфометрических зависимостей. Послед­ нее Объясняется тем, что в анализ данных русловых съемок боль­ шие затруднения вносит значительный разброс точек, определяю­ щих искомую кривую на профиле, провести которую поэтому не

диапазона изменений оптимальных значений т)0- Это свидетельству­ ет о том, что при расчете ширины выправительной трассы рекомен­ дуемым профилем русла может оказаться такой, дли которого К> > Ам„н. В действительности для заданных габаритов пути это ус­ ловие может оказаться'И не выполненным. Более того, • увеличение габаритов судового хода при заданном уклоне, шероховатости и проектном расходе воды на определенном этапе неизбежно приве­ дет к условию

му методу требует принятия определенного оптимального значения коэффициента т|0 (см. табл. 9). Если левая часть выражения стано­ вится больше правой, имеющийся проектный расход воды при дан­ ном уклоне и шероховатости русла не может обеспечить заданных габаритов судового хода ( Ьсх и Г с х ). В таких случаях, очевидно, необходимо переходить на меньшие габариты пути. Поэтому при­ ближенным решением К. В. Гришанина следует пользоваться с из­ вестной острожностью и только в случаях, когда ясно, что фактиче­

нием для прямоугольной формы, свидетельствует о том, что стрем­ ление придать выправленному руслу эллиптическую форму потре­ бует, по сравнению с другими формами, большего стеснения потока выправительными сооружениями. Это может привести к значитель­ ному и нежелательному повышению скоростей потока на перекатах, к увеличению объема выправительных работ и их удорожанию. По­ этому следует заключить, что при расчете ширины, выправительной трассы пользоваться для живых сечений русла параметрами эллип­ са следует не только при совпадении осредненного по затруднитель­ ному участку реки значения коэффициента ас„ с величиной, равной 0,785 или близкой к ней, но и при наличии действительно эллипти­ ческих профилей сечений на выправляемых перекатах или хотя бы на хороших перевалах плеса. Такому же значению <т=0,785 отвечает

мнение ряда специалистов о широком распространении в естествен­ ных руслах эллиптических профилей сечений.

Дополнительно отметим, что приведенные в табл. 9 параболиче­ ские формы русла с показателем степени больше и меньше двух и даже меньше единицы, являются промежуточными формами между прямоугольной, эллиптической и параболической второго порядка и промежуточными между последней формой и треугольной. Это СДЄГ лано для более полного охвата в расчете возможного ряда форм естественных русел.

Ниже приводится прием расчета ширины выправительйой трас­ сы, сочетание которого с широко используемым в практике проек­ тирования приближенным гидравлико-морфометрическим спосо­ бом исключает отмеченные выше недостатки в ее оценках. Кроме того, этот метод может использоваться при расчете ширины выпра­ вительной трассы для разветвленных участков рек, затруднитель­ ных участков со значительной приточностью, т. е. с переменным по длине расходом воды, а также для участков судоходных рек с круп­ нозернистыми грунтами, в том числе и с гравелисто-галечными дон­ ными отложениями. Метод также не требует выявления в живых сечениях улучшаемых перекатов приращения глубин за счет еже­ годно ведущихся дноуглубительных работ и, следовательно, не тре­ бует наличия плановых съемок перекатов при уровнях равных или близких к проектным. При этом следует иметь ввиду, что большин­ ство затруднительных перекатов на судоходных реках обычно к на­ ступлению низких уровней воды должно быть разработано и ука­ занные съемки во многих случаях нельзя считать первичными, т. е. выполненными до работу земснарядов даже для текущей навига­ ции.

Добавим, что в настоящее время отсутствуют надежные методы оценки величин приращений бытовых глубин русла А Г и, следова­ тельно, размеров действительно бытовых (до производства дноуглу­ бительных работ в многолетнем разрезе) поперечных сечений на гребнях ежегодно улучшаемых перекатов. Наибольшие трудности возникают при определении величин A T для затруднительных уча­ стков рек, на которых, благодаря ранее выполненным путевым ра­ ботам, судоходные глубины последовательно приближаются к,мак­ симально возможным по гидравлическим условиям.

Для эллиптического сечения русла морфометрическую функцию Фэ (а, р) можно определять по формуле:

Учитывая также, что

формула (3'5) может быть представлена в виде

•. 1 - 1 .

Значение коэффициента а по В . М. Маккавееву близко к 0 , 0 9 5 — 0,100 (наименьшее значение принимается для крупнозернистых іруитов, наибольшее — для мелкозернистых). Минимальные значе­ ния функции Ф 4 м и н (<?> Рог) и соответствующие им оптимальные ве­ личины р0 2, а также другие возможные значения этой функции Фг [о, (3) при различных р, а и т приведены в табл. 11 и 12 .