Величина К=4/В — & & является исчерпывающей характе- ристикой шероховатости русла с=вуЗЕ(К + 1 ). (5.29) При гидравлическом раднусе, равном ! м, коэффициент Шези. есть величина, обратная коэффициенту шероховатости, с,= вКЗ Подставив в (5.29), получим: —- +в УЗвня, @ при В=4,0 окончательно с=-о лн й. (5.30) Для привеления уравнения (5.30) к степенному виду служит следующес выражение показателя степени при гидравлическом раднусе: 1е ( ЕЛа ) ЗЫ Тв & (5.31) Заметим, что коэффициент В выражается, согласно полузм- пирической теорин движения, уравнением ов откуда при В==4,0 имеем х=0,4. Таким образом, численный коэффициент в формуле (5.30) справедлив лишь при одном постоянном значении «постоянной» Праидтля--Кармана. Однако анализ многочисленных опытных данных, как натурных, так и лабораторных, включая опыты И. Никурадзе, показывает, что величипа х колеблется в широком диапазоне. В ней, по-види- мому, сказалась условность допущений полуэмпирической тео- рии движення. Так, в частности, оба допущения припятые для ТНЕ пВлНАих Лорентиа, опровергаются опытными данными 42 111 Этот недостаток в формуле Агроскина устранил Железняков [62], введя в формулу для кожффициента Шези переменное зна- чение постоянной Прандтля— Кармана согласно данным наблю- депий на реках [59]. Но и это решение не исчерпывает вопроса в отношении земляных каналов. Дело в том, что движение в них е относится к квадратичной области. Анализируя движение жидкости в шероховатых трубах, Л. Г. Лойцянский [105] рассматривает три возможных режима течения в отношении гидравлических сопротивлений. При пер- вом предельном режиме бугорки шероховатости погружены в ла- 14 ный подслой, их наличие не нарушает ламинарности под- ОрНОееВебне НЫ НЕО В Этом случае нет разницы между гладкой и шероховатой тру- бами: шероховатая труба является гидродинамически гладкой. 'При втором предельном, <квадратичном» режиме бугорки мшероховатости выходят за пределы ламинарного поделоя, от- Тмвное их обтекание своднт тормозящее действие поверхности Трубы к сопротивлению плохо обтекаемых тел, которое е зави- сит от чнела Рейпольдса н пропорционально скоростному на- пору набегающей жидкости. Вежим, промежуточный между двумя предельными, назван- ными выше, является, согласно Лойцянскому, нанболес общим: при этом режиме высота бугорков шероховатости имеет тот же порядок, что н толщина ламинарного подслоя. Вывод об общно- сти промежуточного режима можно целиком отнести к земля- ным каналам с их резко неравномерной шероховатостью, ибо как при малых, так и при больших числах Рейнольдса высота некоторой части выступов шероховатости будет того же порядка, что п толщина ламинарного подслой. 'Неравномерной шероховатости свойственно монотонное сни- жение коэффициента сопротивления с увеличением числа Рей- нольдса, это подтверждается данными 0 движенни воды. в Тру- бах [168). А. П. Зегжда [66] следующим образом объясняет та- кой режим и заполнение «провала» в эначениях коэффициента сопротивления в переходной области, наблюдаемого в опытах И. Никурадзе н др. с равнозернистой шероховатостью. При на- личин равномерно распределенных на поверхности трубы (по ее длине) местных сопротивлений потери от пих накладываются на обычные потери при равномерном движении, причем. отноше- ние суммарного коэффнциента сопротивления к первоначаль- ному в области падения козффишиента сопротивления растет, а в области его подъема падает, что обусловливает постепенное заполнение провала. Все это относится в равной степенн и к руслам земляных каналов, так как крупные выступы в них можно рассматривать как систему равномерно распределенных о длине канала местных сопротивлений. `Учитывая изложенные обстоятельства, а также выявленное баизкое сходство результатов вычислений коэффициента Шези для земляных каналов по формулам Павловского, Агроскина и Маннинга, в последующем нзложении принято исполъзова- ине нанболее простой из них — формулы Маннинга. 5.6. Общие сведения об опытных данных Результаты наблюдений, приводимые ниже, спедены. автором в 1960 г. в [11] по матерналам публикаций п отчетов САНИИРИ м другим данным и включают сведения о каналах (преимущест- на