Глава 17 НЕУСТАНОВИВШЕЕСЯ ДВИЖЕНИЕ ВОДЫ В ОТКРЫТЫХ РУСЛАХ $ 17.1. Общие характеристики и уравнения ‚Неустановившимся. движением. потока `назы- вают такое, когда его элементы (скорость, глуби- на, расход н др.) нзменяются как по_времени, так и по длине. Оно является самым общим слу- чаем движения, а все другие (неравномерное и `равномерное) — есть его частные случан. Зачастую в лнтературе неустановившееся движение” называют ` волновым. — Характерной особенностью движущихся при этом в открытых. руслах воли является их способность переносить значительные `расходы воды, и поэтому их назы- вают волнами. пережещения. Следует сразу подчеркнуть, что волны пере- мещения отличаются от обычно понимаемых ветровых или колебательных волн. Волны перемещения подразделяют на непре- ‚рывные (длинные) и прерывные. `Непрерывная водна перемещения характери- зует медленно или плавно изменяющееся движе- мие, ее мгновенный `продольный профиль обла- дает малой кривизной. Она называется длинной, . к, длина волны в несколько раз (нногда поряд" ков) превышает глубину потока, хотя высота вол- ны может быть и большой, например, по сравне- мию с первоначальной глубиной потока. Вооб- ще, в гидродинамике с понятием больших воли связывают малое значенне отношения /А (где А — глубина потока; % — длнна волиы). Нера- У Элй венство! 'Ъ—К < 2,65 характеризует так назы- ваемое движенке по мелкой поде. Прерывные волны характеризуют быстроизме- мяющееся движение; их мгиовенный продоль- ный профиль обладает большой кривизной с рез- ким измененнем уровня воды. на коротком участке ® быстрым. его изменением во времени. При быст- ‘роизменяющемся _ движении вертикальный ком- понент ускорения имест существенное значение, тогда как ‚влияние трения. в русле практически пренебрежнхо по сравнению с динамическим эф- фектом движения потока. Обычными примерами медленно изменяющего- ся_неустановившегося движения являются па- содковые полны, попуски в реках, движение лив- невых вод, переходные процессы в оросительных каналах при регулировании водоподачи н др- Примерами быстроизменяющегося_диження * жет быть движение воды при внезапном разр: шенин плотины, внезапной остановке турбин гидроэлектростанций н др `Неустановившееся движение, при котором на- блюдается простое повышение уровня (без даль- цейшего его полижения) нли простое понижение 230 (без_дальнейшего его повышения), называется. волной одного направления. Обычно различают „лоб, или фронт, и тело волны. Под фронтол. волны! понимают переднюю часть волны, продвигающую- ся по потоку с некоторой своей скоростыю, а весь объем движущейся воды называют телом, в ко- тором_изменение элементов потока весьма мед- ленное. В гидравлической постановке задачи неуста- новнвшееся движение рассматривается однораз- мерным, т. ©. изучаются только лишь средние Рис, 171 1 — тело полны; 2 — фронт волны; $ — первона чальное положение свободной _ поперхности; 4 — волновая.`граница. характеристики потока (средняя в сечении. ско- рость, глубина и т. п.). Причиной возникновения рассматриваемого типа движения являстся изме: _ нение расхода воды в начальном или. конечном створах (сечениях) данного участка русла. 'Волну, распространяющуюся о течению о- тока, называют прямой, а против течения — об- ратной. При возрастании уровня воды волну называют положительной, а при убывании — от- рицательной. Всего различают четыре формы основных _волн. `Прямая. полоэжительная волна, нли волна на- полнения (рис. 17.1, а), появлястся в результате ‘увеличения расхода в' начальном сеченин. Опа. характеризустся — следующими | соотношениями: до д®. оу ду. >® р <0. ар >0. тар <0. Т) Прямая отрицательная волна, нлн волна отли _ ва (рис. 17.1, ), образуется в результате уменыше- ния расхода в’начальном сеченни и характери-