5 ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РУСЛОВЫХ. ДЕФОРМАЦИЙ. ОСНОВНЫЕ ПРИВЦИПЫ ФИЗИЧЕСКОГО ` МОДЕЛИРОВАНИЯ: ОТКРЫТЫХ. ПОТОКОВ Физическое моделирование открытых потоков — это замена изучения явления в натурс исследованнем ана- логичного явления на модели менышего масштаба @ специальных — лабораторных условнях при сохраснии основных закономерностей прототипа `Оснозная задача моделнрования Заключается в том. чтобы по результатам опытов на моделях получить необходнмые данные о Физической сущности явле- ний в патурных условяях и различные количественные (сндравлические) характеристики. Два явлення одобны, если по заданным гидравли- ческим характеристикам одного можко получить харак: теристики_другого с помощью масштабных коэффици- ентов (множителей) М. Дая сохранения подобия при физическом модсли- ровани открытых потоков пеобходимо ссблюдать неко- торые. условия, обсспечивающие подобие явлення п це лом. Однако эти условия при моделировании гидраолу: ческих — явлений не всегда выполняются (особенио в размываемых руслах). В таких случаях встает вопрос о масштабном эффекте, который возинкает при нереносе на натуру результатов, полученных на моделн. Если условия подобня выполнены, то для расчета всех гидравлических характеристик открытого потока. по лабораториым данным, полученным па модели, не- обходимо иметь масштабные множнтели М для Этих характериетик При проектировании и строительстве больших кана- ‚лов н гидротехнических сооружений (водозабориые, пе- регоражнвающие н др.) необходнмо прогиознровать де- Формации и процессы переформированкя русла при. различных условиях эксплуатации этих сооружений, 182 Математическяй — анализ русловых процессов пере- формировакия, происходящих в результате взаймодей- ствня потока & размываемого русла, связан с решеннем нелниейных уравнений движения. Этот анализ затруд- няется в связи с недостаточным знанием характеристик интенсивности турбулентности, а также многих других гидравлических Факторов, не поддающихся непосредст- венному учету. Поэтому возникает задача эксперимен- тального изучения процессов деформаций на простран- ственных размываемых моделях для того, чтобы пред- сказать процесс переформирования в натурных условяях при возведении гидротехнических сооружений в размы- ваемом русле. При этом на модели можно не только наблюдать процессы русловых переформирований, но и измерять те гидравлические парамстры, которые характеризуют этот процесс. Поэтому в лабораторных условнях можно тораздо подробнее изучить процессы русловых перефор- мирований, чем при кратковременных иатурных изме- рениях. Тем более, что канглы для _ межбассейнового перераспределения `речного стока являются уникальны- и сооруженнями и проверка различных — технических решений на моделях даст высокий экономический эф- Ффект н повысит надежность запроектированиых и испы- танных на крупиомасштебкых моделях различных гид- ротехнических сооружений по трассе таких каналов. За- траты на модельные нсследования обычно не превыша- ют 5% общей стоямости сооружения, а экономический. эффект эначительный. При физкческом моделнровании размываемого русла необходимо не только обеспечеть подобие в гидравличе- ском режаме и русловых деформациях между моделью н натурой, но и пересчитать данные лабораторных экс- перяментов в натуру с учетом тех лопущений, которые былн приняты при расчете размывасмой модели и осо- бенно при подборе грунтов, обеспечивающих — подобный натуре режнм двнженая наносов на модели. Законы перехода от Моделн к натуре устанавливают на осковании теорни подобия, которая позволяет поду- четь основные критерии лодобня н правильно подойти к обеспеченню граничных и начальных условий на мо- дели. Основываясь только па общих представлениях о тео- Рин кодобия, экспериментетор часто неправильно пере- 158