2. Гидравлический расчет магистрального канала.

В результате гидравлического расчета должны быть обеспечены условия пропуска расчетных расходов в канале в соответствии с требованиями, приведенными в табл. 4.1[1].

Задачами гидравлического расчета являются:

• Определение насколько принятые параметры (уклон , глубина, ширина по дну) удовлетворяют расчетным расходам иминимально допустимым уровням воды в канале до бровок в расчетные периоды.

• Определение максимальной и минимальной скорости течения воды в канале, сравнение с допустимыми для имеющихся грунтов, а при необходимости - проектирование соответствующего типа крепления канала.

Проектирование канала ведется в следующей последовательности:

1. На плане намечается трасса канала.

2. На миллиметровой бумаге по намеченной трассе строится профиль ее поверхности (рис. 14).

3. Устанавливается глубина канала , которая откладывается на профиле.

4. Придерживаясь принятой глубины проектируется дно канала. Уклон дна канала соответствует уклону поверхности его трассы и составляет .

Расчет ведется методом последовательных приближений. В соответствии с принятым уклоном , назначается ширина канала по дну -(минимальная глубина по условию производства работ). Принимается трапецеидальная форма поперечного сечения с заложением откосов(в зависимости от типа грунта табл. 5.1[1]). Для 4-х глубин канала (,,,) определяются расходы воды (табл.9,10) и строятся кривые связи зависимости расхода от глубины воды в канале.(рис 13), для двух групп расчетных периодов с различными коэффициентами шероховатости, принимаемыми по табл. 6.1[1].

Коэффициент шероховатости для предпосевного периода и периода весеннего паводка .

Коэффициент шероховатости для меженного периода и периода летнее-осеннего паводка .

Выполним расчет для предпосевного периода и периода весеннего паводка, когда ,.

Площадь поперечного сечения трапециидального канала по формуле:

,

Смоченный периметр определяется по формуле:

, м

Гидравлический радиус находится из равенства:

, м

Коэффициент Шези находится по формуле:

,

где у – показатель степени, определяется по формуле:

.

Подставляя найденные значения в формулу Шези определим расходы по задавшимся глубинам:

,

Дальнейший расчет сводим в таблицу 9.

Таблица 9

Ширина по дну b,м	Глубина канала h,м	Площадь поперечного сечения w, м2	Смоченный периметр X,м	Гидравличес- кий радиус R,м	y	Коэффициент Шези С,м0,5/c	Расход Q,м3/c
0,6	0,48	0,76	2,76	0,27	0,249	27,87	0,866
0,6	0,60	1,08	3,28	0,33	0,247	29,23	1,41
0,6	0,80	1,76	4,18	0,42	0,243	31,17	2,78
0,6	1,00	2,60	5,07	0,51	0,240	32,76	4,76
0,6	1,42	4,86	6,93	0,70	0,235	35,39	11,27
0,6	2,00	9,20	9,54	0,96	0,228	38,14	26,91

Расчет для меженного периода и периода летнее-осеннего паводка рассчитывается по тем же формулам, что и для предпосевного периода и периода весеннего паводка, расчет сводится в таблицу 10.

Таблица 10

Ширина по дну b,м	Глубина канала h,м	Площадь поперечного сечения w, м2	Смоченный периметр X,м	Гидравличес- кий радиус R,м	y	Коэффициент Шези С,м0,5/c	Расход Q,м3/c
0,6	0,1	0,08	1,05	0,08	0,292	14,30	0,02
0,6	0,26	0,2912	1,76	0,17	0,289	18,01	0,167
0,6	0,4	0,56	2,39	0,23	0,284	20,06	0,42
0,6	0,5	0,8	2,84	0,28	0,280	21,25	0,71
0,6	0,8	1,76	4,18	0,42	0,273	23,94	2,14
0,6	1,10	3,08	5,52	0,56	0,264	25,98	4,628
0,6	1,5	5,4	7,31	0,74	0,264	27,98	10,14
0,6	2	9,2	9,54	0,96	0,257	30,02	21,18

По таблицам 9,10 строятся кривые связи зависимости расхода от глубины воды в канале, для меженного и летнее-осеннего периода, и для предпосевного и периода весеннего периода (см. рис. 13)

По графикам (рис.13) снимаются значения глубин, которые соответствуют расчетным расходам воды в канале в различные расчетные периоды (табл.7). По принятым значениям глубин производится проверка правильности их выбора расчетом (табл.9,10).

Составляется таблица скоростей потока при заданных расходах.

Таблица 10

Расчетный расход, м3/c	Глубина воды в канале h,м	Площадь поперечного сечения w,м2	Скорость воды V,м/с
11,27 (В.П.)	1,42	4,86	2,31
4,63 (ЛОП)	1,1	3,08	1,52
0,87(П.П.)	0,48	0,76	1,14
0,17(Б.П.)	0,28	0,29	0,57

Скорость течения воды в канале определяется по формуле:

, м/с

Т.к. скорости превышают допустимые на размыв для данного вида грунта (песок) V_раз=1,1 м/с (табл.6.6[1]), то предусматривается крепление канала в виде хворостяной выстилки (рис.14).

Глубины воды в канале (рис.14) соответствуют условиям пропуска расчетных расходов, приведенных в табл.4.1[1].

Полученные в результате гидравлического расчета уровни воды в канале при пропуске расчетных расходов наносятся на продольный профиль канала

(рис 14).