210
ГЛАВА 5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ КАНАЛОВ
ПЕРЕБРОСКИ СТОКА
5.1. Существующие подходы и методы гидравлического
расчета крупных каналов
Крупные земляные каналы можно рассматривать как искусственные
сооружения с элементами естественного взаимодействия потока и русла,
где поток формирует и регулирует шероховатость своего русла (Алтунин,
Ларионова, 1987).
Как показывают результаты натурных исследований, средние скоро-
сти течения в крупных земляных каналах часто в 1,1 — 1,3 раза превышают
неразмывающие. В каналах наблюдается движение донных наносов в виде
различных песчаных форм, однако при этом они сохраняют устойчивое со-
стояние. Форма поперечных сечений таких каналов — парабола с различны-
ми показателями степени (от 1,5 до 4,5), для каналов в несвязных грунтах
характерна распластанность формы поперечных сечений (В/П.р от 20 до 40).
Коэффициент шероховатости п, входящий в большинство зависимостей
Шези С, считается интегральной характеристикой шероховатости русла,
учитывающей как зернистую шероховатость, так и макрошероховатость
(Алтунин, Ларионова, 1987).
Для межбассейновых каналов переброски речного стока большое зна-
чение имеет проблема создания устойчивого русла земляного канала, рабо-
тающего круглогодично как в безнапорном (в летний период), так и в на-
порном (в зимний период под ледяным покровом) режимах. Здесь возника-
ют задачи гидравлического расчета таких каналов при больших наполнени-
ях и гидравлических радиусах свыше 10 м, имеющих пропускную способ-
ность более 100 м‘/с (Алтунин, Симаков, Турсунов, 1980).
На юге России, кроме крупных земляных каналов, получили распро-
странение частично облицованные и облицованные каналы переброски сто-
ка, в которых взаимодействие потока и русла уже не является характерным.
При нормальных условиях эксплуатации здесь либо полностью отсутству-
ют деформации русла, либо они имеют незначительный локальный харак-
тер. Такие русла получили название недеформируемых каналов.
Традиционно в гидравлике для гидравлических расчетов каналов
применяются методы допускаемых скоростей, влекущей силы (допускае-
мых касательных напряжений) и режимной теории (Рабкова, 1990).
Основной принцип метода допускаемых скоростей заключается в том,
что средняя скорость течения потока в канале должна быть не больше раз-
мывающей для грунтов дна и откосов канала и не меньше заиляющей: