УДК 626.2:628.1(043) А.Д. Шинибаев, Б.Е. Абилкасимов (КазНТУ имени К.И.Сатпаева) АНАЛИЗ РАБОТ ПО ВЛИЯНИЮ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА НА ЯВЛЕНИЕ РАЗМЫВА РУСЛА НА ОТКРЫТЫХ ИСТОЧНИКАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ Проведенные исследования посвященные — влиянию конструктивных — особенностей сооружений и условий их эксплуатации на формы сопряжения потоков, а вместе с тем и на очертание и размеры воронок размыва, далеко еще не завершены. Рассмотренные наиболее общие условия работы водорегулирующих сооружений, оказывающие влияние на процессы размыва, при которых возникает опасность повреждения крепления дна и боковых откосов русла, а также дамб канала за креплением, представляют собой приближенную качественную оценку явления размыва по внешним признакам. Попытка количественной оценки деформаций русел приводит к необходимости изучения целого ряда вопросов, касающихся кинематических характеристик потока и их влияния на подвижку, взмучивание и транспортирование частиц грунта. Следует отметить, что всестороннее исследование взаимодействия комплекса «поток — русло» является первой необходимостью при решении многих задач, например, касающихся общих размывов русел, заиления каналов и водохранилищ, формирования очертания русел на участках изгибов, гидротранспорта и т.д. При рассмотрении деформаций русел под воздействием равномерного турбулентного потока равновесие частиц грунта иногда характеризуют соотношением так называемой «влекущей силы», действующей на поверхность русла и подобной величины, вызывающей «трогание», подвижку частиц. Если касательные напряжения сдвига, соответствующие началу подвижки частиц, обозначить через т., то отношение т)/т. представляет собой критерий устойчивости частиц грунта, который иногда называют также коэффициентом влекущей силы[2]. Равенство (1) является основным уравнением известной теории влечения [2]. Как видно, в эту зависимость, связывающую влекущую силу с параметрами потока (глубина и гидравлический уклон), не входят характеристики грунтов, т.е. диаметр частиц и величины, учитывающие гранулометрический состав и способ укладки частиц, связность и Т.д., что обусловливает необходимость экспериментальной оценки устойчивости русла при использовании указанного критерия. Анализ устойчивости частицы, находящейся на боковом откосе, при воздействии на нее силы тяжести и влекущей силы, был впервые дан еще Форхгеймером. Впоследствии теория влечения была дополнена положениями современной теории турбулентности. В работе В.М.Летхера [3] отмечено, что в равномерном турбулентном потоке «...все статистические одноточечные характеристики турбулентности (включая параметры пульсации давления) в пристенном слое могут быть выражены через динамическую скорость У. и толщину этого слоя (или высоту выступа шероховатостью)», и поэтому отношение т)/т. является вполне приемлемым критерием начала подвижки частиц, в тех случаях, когда они обтекаются потенциальным потоком без водоворотов, что характеризуется известным соотношением, предложенным Уайтом: — (3,5 () где левая часть неравенства представляет собой критерий Рейнольдса, отнесенный к частице грунта и динамической скорости. Устойчивость частиц на дне русла Б.А.Фидманом было предложено оценивать отношением то[у4*@ (1-у/уа)]. Предельное значение этого критерия, соответствующее началу размыва, зависит от формы частиц и способа их укладки. Возможность использования приведенных выше критериев и для случаев местных размывов вызывает сомнение исследователей. Дело в том, что при рассмотрении местных деформаций русла неравномерным потоком за гидросооружениями нужно учитывать, что основным источником турбулентных возмущений в этих случаях являются нёе сами частицы грунта или шероховатость поверхности, а местные явления, порождаемые эпюрами скоростей в плане или по глубине вследствие образования водоворотных вальцов и областей с разрывным течением.