ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В РУСЛЕ

 

Под критической скоростью понимают:

- максимально допустимую по условиям, неразмываемости грунтов русла скорость (V_mах );

- - минимально допустимую скорость по условиям незаиляемости и не зарастания русла (V_min).

Допускаемые не размывающие средние скорости V ¹_mах потока для торфа при R = 1 м следующие:

 

Вид торфа V ¹_mах, м/с

Древесный 0,35…0,50

Хвощовой 0,70…0,90

Осоково- гипновый, хорошо разложившийся

(более 55%) 0,50…0,70

Осоково- гипновый, слаборазложившийся

(до 55%) 0,80…1,00

Сфагновый, хорошо разложившийся (более 55%) 0,60…0,80

Сфагновый, слаборазложившийся (до 35%) 1,20…1,40

 

Пересечет величины V_mах на другие гидравлические радиусы проводится в зависимости:

 

V_mах = V ¹_mах * R^0,2. (37)

 

Величину не заиляющей скорости V_min можно вычислить по формуле:

 

V_min = 0,3 R^0,25. (38)

 

где: R – гидравлический радиус канала, м;

по формулам А.С. Гиршкана.

 

[V_mах] = К*Q^0,1 (39) [V_min] = А* Q^0,1 (40)

 

где: К – коэффициент, величина которого для песка равна

0,45… 0,50, для супеси – 0,53, для суглинка легкого – 0,57, для суглинка среднего – 0,62, для суглинка тяжелого – 0,68, для глины – 0,75;

Q – пропускаемый по каналу расход, м³/с;

 

А – коэффициент, который зависит от величины W (средневзвешенная гидравлическая крупность наносов, мм/с;

 

при W < 1,5 А =0,33

при W = 1,5…3,5 А = 0,44

при W> 3,5 А = 0,55

 

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ И ПРОВОДЯЩЕЙ СЕТИ

Ги дравлический расчет дрены и закрытых коллекторов, как правило, заключается в определении их диаметров в зависимости от расчетного расхода воды, материала дрен, труб коллекторов и их уклонов, диктуемых рельефом местности, при безнапорном и равномерном движении воды.

Уклоны коллекторов должны быть не менее 0,002 при диаметре 20 см. и не менее 0,0005 при диаметре более 20 см.

Размеры труб для коллекторов определяют на основе гидравлического расчета, который выполняют для следующих створов: в устье, в местах изменения уклонов, в местах подсоединения дрен и коллекторов низшего порядка, колодцев – поглотителей.

Гидравлический расчет коллекторов проводят по участкам, отличающимся расходами воды настолько, что это влияет на диаметр труб. Скорости течения воды в коллекторе должна быть в пределах 0,3…0,15 м/с.

При известном уклоне коллектора по трассе а расчетном сечении определяют необходимый диаметр труб (табл. 7,8).

Минимальные диаметры коллекторов из керамических труб – 75…100 мм, пластмассовых – 73 мм, минимальные размеры деревянных труб – 100 * 100 мм. Большие коллекторы изготавливают из труб разных диаметров (желательно не более трех, четырех); в истоке принимают минимальные диаметры.

Диаметры коллекторов для наиболее широко применяемых в мелиорации конструкций безнапорных труб, в том числе с учетом сложности строительства, можно определить по приведенным ниже графикам.

К сложным условиям относятся: строительство коллекторов в торфах, водо-насыщенных обрушающихся песках, и супесях, грунтах с содержанием грунтового камня (размером > 20 см.) до 10% и более от объема выемки [3].

Пример:

Провести гидравлический расчет керамического коллектора. Расход воды в заданном створе равен 3,0 л/с, уклон коллектора 0,2% или (0,002), условия строительства – нормальное.

Отложив на графике (рис. 3, а) значение расхода воды и уклона, находим точку пересечения, которая располагается по вертикале между кривыми Q = f (i), соответствующими диаметрам 100 и 125 мм. Принимаем

 

больший диаметр 125 мм. В сложных условиях при аналогичных исход-

ных данных следует принимать диаметр 150 мм (рис. 3.б).

В табл. 8 линия отделяет расходы, которые проходят при скорости меньше

(слева) и больше (справа0 1,2 м/с.

 

Таблица 7

 

Скорость V (м/с) и расход воды Q (л/с) для гофрированных дренажных труб из ПВА в зависимости

от диаметра d (по ТУ 6-05-1078-72)

Уклон дрены	Диаметр трубы, мм
0,011	0,11	0,17	0,12	0,29	0,13	0,45	0,14	0,66	0,16	1,47
0,002	0,15	0,23	0,17	0,42	0,19	0,65	0,20	0,94	0,23	2,08
0,003	0,18	0,26	0,21	0,51	0,23	0,89	0,24	1,16	0,28	2,56
0,004	0,21	0,33	0,24	0,59	0,27	0,93	0,28	1,34	0,33	2,96
0,005	0,24	0,36	0,27	0,65	0,30	1,03	0,31	1,49	0,36	3,28
0,006	0,26	0,40	0,30	0,72	0,3	1,13	0,34	1,63	0,39	3,60
0,007	0,28	0,43	0,32	0,78	0,35	1,22	0,37	1,76	0,43	3,92
0,008	0,30	0,46	0,34	0,83	0,38	1,34	0,40	1,86	0,46	4,17
0,009	0,32	0,49	0,37	0,89	0,40	1,38	0,42	2,00	0,49	4,43
0,010	0,34	0,51	0,39	0,94	0,42	1,46	0,44	2,11	0,51	4,65
0,015	0,41	0,62	0,47	1,14	0,52	1,78	0,54	2,58	0,60	5,70
0,020	0,48	0,72	0,55	1,32	0,60	2,06	0,62	2,90	0,72	6,60
0,030	0,58	0,88	0,67	1,62	0,73	2,52	0,76	3,65	0,88	8,04
0,040	0,67	1,02	0,77	0,86	0,84	2,90	0,88	4,20	1,03	9,04
0,050	0,75	1,14	0,86	2,09	0,95	3,26	0,99	4,70	1,14	10,45
0,070	0,88	1,34	1,02	2,46	1,12	3,86	1,17	5,57	1,34	12,22
0,090	1,01	1,53	1,15	2,80	1,27	4,37	1,32	6,30	1,52	13,90

 

 

Таблица 8

Расход дрен и коллекторов (л/с) из гончарных, керамических, бетонных и железобетонных труб при

разных уклонах

 

Уклон дрены	Внутренний диаметр дрен, см
		7,5				17,5
0,0050												45,00
0,0006										25,90	38,70	55,10
0,0008									18,20	29,90	44,70	63,8
0,0010			0,82	1,77	3,30	5,24	7,91	11,24	20,30	33,70	49,90	71,20
0,0020		0,39	1,16	2,50	4,71	7,45	11,02	15,94	28,90	47,40	70,80	100,90
0,0030	0,27	0,48	1,42	3,08	5,72	9,15	13,68	19,50	35,40	57,90	86,90	123,90
0,0040	0,30	0,55	1,65	3,54	6,59	14,47	16,10	22,60	40,70	66,60	99,60	142,60
0,0050	0,34	0,62	1,88	3,96	7,43	11,77	17,75	25,20	45,60	75,00	111,80	159,50
0,0060	0,38	0,68	2,01	4,33	8,05	12,80	19,70	27,60	49,90	81,40	122,80	174,70
0,0070	0,40	0,73	2,18	4,68	8,78	14,00	20,80	29,80	53,90	88,80	132,20	188,40
0,0080	0,43	0,78	2,33	5,01	9,31	14,80	22,15	31,80	57,70	94,20	141,60	192,00
0,0090	0,47	0,83	2,47	5,31	9,93	15,80	23,00	33,80	61,00	100,50	150,21	214,10
0,0100	0,49	0,88	2,60	5,60	10,50	16,60	25,0	35,60	64,40	105,80	158,20	225,30
0,0120	0,54	0,95	2,86	6,10	11,40	18,10	27,40	38,80	70,20	115,40	172,40	247,90
0,0130	0,56	1,00	2,97	6,37	11,90	10,00	28,60	40,60	73,40	120,50	180,30	255,90
0,0140	0,58	1,04	3,07	6,60	12,34	19,64	29,6	42,00	76,00	124,80	186,70	265,80
0,015	0,59	1,07	3,19	6,83	12,75	20,3	30,1	43,3	78,6	129,0	193,0	277,1
0,016	0,62	1,11	3,29	7,05	13,30	20,9	31,7	44,8	81,2	133,2	199,3	283,8
0,017	0,63	1,14	3,40	7,27	13,61	21,6	32,6	456,3	83,7	137,0	205,6	293,5
0,018	0,66	1,18	3,49	7,50	14,01	22,0	33,6	47,7	86,3	141,7	212,0	301,4

Окончание табл.8

 

 

0,019	0,67	1,21	3,59	7,72	14,42	22,9	34,4	49,1	88,9	145,9	218,3	31,5
0,02	0,68	1,24	3,65	7,88	14,7	23,5	35,6	50,2	90,8	149,1	223,2	316,5
0,021	0,71	1,27	3,78	8,11	15,17	24,2	36,5	51,6	93,4	153,3	228,9
0,022	0,72	1,30	3,87	8,27	15,47	24,6	37,1	52,6	95,3	155,4	233,7
0,023	0,74	1,34	3,96	8,50	15,00	25,2	38,1	54,1	97,9	159,6	240,5
0,024	0,76	1,36	4,04	8,70	16,21	25,8	39,0	55,2	99,8	163,1
0,025	0,77	1,39	4,11	8,84	16,52	26,13	39,4	56,2	101,8	166,0
0,026	0,78	17,41	4,19	9,0	16,83	26,7	40,4	57,3	103,7	169,5
0,027	0,79	1,44	4,27	9,17	17,15	27,7	41,3	58,3	105,6	172,3
0,028	0,80	1,47	4,36	9,34	17,40	27,2	42,2	59,1	107,6	176,6
0,029	0,83	1,49	4,43	9,51	17,80	28,2	47,2	59,5	109,5
0,03	0,84	01,52	4,51	9,68	18,10	28,7	43,5	60,6	11,2
0,035	0,91	1,64	4,87	10,5	19,50	31,1	47,2	66,6	120,5
0,04	0,99	1,76	5,2	11,18	20,90	33,2	50,1	71,2	128,8
0,045	1,03	1,86	5,52	11,9	22,20	35,2	52,8	75,9
0,05	1,09	1,97	5,94	12,53	23,40	37,2	55,9	79,8
0,055	1,15	2,06	6,10	13,1	24,50	36,8	58,8
0,06	1,20	2,16	6,39	13,7	25,60	40,7	61,3
0,07	1,32	2,33	6,65	14,8	27,70	43,9	66,5