Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Теоретические основы водного транспорта леса

Корпачев В. П.,

2.2 Скорость и расход в сечении потока при равномерном движении

Средняя скорость в живом сечении потока может быть определена из уравнения Бернулли, записанное для сечений I – I и II – II относительно плоскости сравнения 0 – 0 (рисунок 2.1) [7]:

  (2.1)

Для условий равномерного движения из уравнения Бернулли (2.1) получим

  (2.2)

где  h_w – потери напора.

Рисунок 2.1 Расчетная схема равномерного движения

Из рисунка 2.1 следует, что 

Для малых уклонов  то есть  следовательно,

  (2.3)

Уравнение (2.3) показывает, что характер течения зависит от уклона дна канала i.

Из уравнений (2.2) и (2.3) следует

откуда

  (2.4)

Введем обозначение . Величину С называют коэффициентом Шези. Введя принятое обозначение С в (2.4), получим формулу Шези

  (2.5)

 Расход при равномерном движении определяют по формуле

  (2.6)

Используя полученные формулы (2.5), (2.6), можно определить среднюю скорость и расход для естественного широкого неглубокого русла [1],

так как  то

  (2.7)

 Для широкого параболического русла  поэтому 

  (2.8)

Для естественных русел, поперечное сечение которых приближается по форме к треугольному, при относительно малой глубине h₀ по сравнению с шириной русла по верху В, получим 

  (2.9)

 В формулах (2.7 – 2.11) для разных форм поперечного сечения расход прямо пропорционален нормальной глубине в степени х/2, где х – гидравлический показатель русла для данного профиля.

Для широкого неглубокого русла х = 3 , для параболического русла х = 4 и для треугольного русла х = 5.

Особенность расчета пойменного русла заключается в его разбивке на несколько характерных частей, выделяя меженные и пойменные участки (рисунок 2.2).

Суммарный расход пойменного участка равен

или

Рисунок 2.2 Поперечное сечение пойменного русла