405
9.2. Деформации русел каналов при эксплуатации
Деформации (размыв и заиление) русел каналов сказывается, прежде
всего, на изменении шероховатости ложа. В деформируемых земляных рус-
лах вместо зернистой шероховатости образуются рифели, дюны, гряды (Раб-
кова, 1990). Размыв или заиление русла изменяют первоначальную форму
поперечного сечения, что приводит к изменению пропускной способности
русла. Под воздействием перечисленных факторов первоначальные гидрав-
лические характеристики потока претерпевают изменение.
Однако эти явления закономерны и обусловлены тем, что поток и ложе
русла составляют единую механическую систему и находятся в непрерывном
взаимодействии. Русло, оказывая воздействия на гидравлические сопротив-
ления и внутреннюю кинематическую структуру потока, формирует условия
протекания потока; в свою очередь, поток, воздействуя на граничную по-
верхность русла (грунты ложа), изменяет его форму. Такой процесс взаимо-
действия потока и грунтов ложа русла получил название «русловой процесс»,
проявление которого осуществляется в виде русловых деформаций (Рабкова,
1990).
В искусственных водотоках (каналах) взаимодействие между потоков и
руслом из несвязных и слабосвязных грунтов в общем виде подчиняется за-
кономерностям руслового процесса на реках, но по сравнению с ними проте-
кает менее интенсивно и в ограниченных пределах. Каналы как инженерные
сооружения строят по проектам на пропуск определенных, мало изменяю-
щихся расходов воды с ограниченным колебанием уровней воды, что резко
отличает водный режим каналов и рек. Проектируемые каналы имеют гео-
метрически правильные формы русла и малые скорости (в среднем \У = 0,4 —
0,7 м/с), обусловленные условиями незаиляемости и неразмываемости, а
также малыми уклонами. Если в качестве оценки энергии потока принять
произведение расхода на уклон реО! ‚ то энергия потока рек составляет 0,01 —
0,02 и более, а каналов — всего 0,006 — 0,008. Исходя из этих данных, отсутст-
вуют условия для активного проявления руслового процесса в каналах. Од-
нако натурные данные при эксплуатации каналов говорят о том, что и в кана-
лах имеет место проявление руслового процесса и образование различного
рода русловых деформаций.
Проектируемая трапецеидальная или полигональная форма русла, ис-
ходя из понятия угла естественного откоса в воде для грунтов ложа, не увя-
зана с условиями динамического воздействия потока на грунт, что приводит
к нарушению устойчивости грунта на откосе русла канала и возникновению,
как следствие, транспорта русловых (донных) наносов. При этом часть нано-
сов поступает по откосу в осевую зону русла и там оседает. Таким образом,
русловые деформации (размыв и заиление), определяющие русловой процесс
в каналах, протекают в направлениях переформирования заданных в проекте
очертаний поперечного сечения русла.
Процесс переформирования в каналах (точнее — доработки потоком
русла до устойчивых форм) происходит активно до тех пор, пока форма рус-