CC BY
23
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2018. No 2
УДК 556.53 DOI: 10.17213/0321-2653-2018-2-96-103
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КРУПНЫХ КАНАЛОВ И ОБОСНОВАНИЕ ФОРМЫ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ РУСЕЛ ПОЛИГОНАЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
© 2018 г. Ю.М. Косиченко1, Е.Г. Угроватова2
1Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, г. Новочеркасск, Россия, 2Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия
INCREASING EFFICIENCY OF OPERATION LARGE CHANNELS AND SUBSTANTIATION OF THE FORM AND HYDRAULIC RESISTANCE OF RUSELS OF THE POLYGONAL SECTION
Yu.M. Kosichenko1, E.G. Ugrovatova2
1Russian scientific research institute ofproblems of amelioration, Novocherkassk, Russia, 2Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia
Косиченко Юрий Михайлович - д-р техн. наук, профессор, Kosichenko Yury Mikhaylovich - Doctor of Technical Sciences,
гл. науч. сотрудник, Российский научно-исследовательский professor, Chief Researcher, Russian Scientific Research
институт проблем мелиорации, г. Новочеркасск, Россия. Institute of Problems of Amelioration, Novocherkassk, Russia.
E-mail: rosniipm@novoch.ru E-mail: rosniipm@novoch.ru
Угроватова Евгения Геннадьевна - канд. техн. наук, доцент, Ugrovatova Evgenia Gennadyevna - Candidate of Technical
кафедра «Водное хозяйство, инженерные сети и защита Sciences, assistant professor, department «Water Management,
окружающей среды», Южно-Российский государственный Utilities and Environmental Protection», Platov South-Russian
политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
г. Новочеркасск, Россия. E-mail: jenyaugrovatova@rambler.ru E-mail: jenyaugrovatova@rambler.ru
Представлены критерии эффективной работы крупных магистральных каналов. Изложена методика определения рационального профиля канала полигонального сечения, основанная на приведении полигональных сечений в трапецеидальные и получении практически целесообразных сечений, близких к гидравлически наивыгоднейшим. Произведён расчёт по предлагаемой методике на примере Невинномысского канала, подтверждающий хорошую сходимость расчётных и истинных параметров канала. Произведена оценка гидравлических сопротивлений полигональных сечений по данным натурных наблюдений.
Ключевые слова: полигональное сечение; гидравлические сопротивления; коэффициент шероховатости.
The paper presents the criteria for the effective operation of major trunk channels. The technique for determining the rational channel profile of a polygonal section is described, based on the reduction of polygonal sections to trapezoidal sections and obtaining practically practical cross sections close to the hydraulically advantageous ones. The calculation is carried out according to the proposed method, using the example of the Nevinnomyssky Canal, which confirms the good convergence of the calculated and true channel parameters. The hydraulic resistances of the polygonal sections were estimated from the data offield observations.
Keywords: polygon cross section; hydraulic resistance; roughness coefficient.
Введение женностью более 23 тыс. км, из которых более
30 относятся к крупным каналам комплексного В настоящее время только на Юге Россий- назначения с расходом от 50 до 250 м3/с. Приме-ской Федерации используется значительное ко- рами таких каналов являются: Большой Ставро-личество магистральных каналов общей протя- польский канал, Донской магистральный,
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE. 2018. No 2
Терско-Кумский, Невинномысский каналы и др. Они используются для целей водоснабжения, орошения, обводнения, энергетики, повышения водообеспеченности пересыхающих рек.
Ввиду длительной эксплуатации крупных каналов происходит снижение их гидравлической эффективности из-за различных деформаций русел, заиления, обрушения откосов, подмывания берегов, зарастания водной растительностью. Все это приводит к снижению пропускной способности и повышению гидравлических сопротивлений русел каналов. При значительной фильтрации из каналов наблюдается подъем уровня грунтовых вод в приканальной зоне и подтопление прилегающей территории.
Отмеченные причины обусловливают снижение КПД каналов, ухудшение экологической обстановки, а в ряде случаев - аварийные ситуации с прорывом дамб каналов и затоплением населенных пунктов и сельскохозяйственных земель.
Основная часть
Изучение вопросов гидравлических сопротивлений русел каналов особенно актуально для Юга России, где сосредоточено наибольшее количество крупных магистральных каналов, которые недостаточно изучены и имеют свои особенности, в частности, при их работе в сложных инженерно-геологических и эксплуатационных условиях.
Целью настоящей статьи является обоснование условий повышения эффективности эксплуатации каналов и исследования рационального профиля и гидравлических сопротивлений русел полигональных сечений.
Несмотря на то что в настоящее время большое количество работ посвящено гидравлическим расчетам каналов, тем не менее, остаются еще нерешенными многие вопросы. К ним можно отнести методы оценки гидравлической эффективности и надежности при длительной эксплуатации крупных каналов, срок службы которых должен составлять не менее 100 лет. Другими особенностями крупных каналов часто являются их круглогодичная эксплуатация, в том числе в зимний период, значительная протяженность русел, воздействие на откосы ветровых волн, образование русловых деформаций, оползание откосов, прорывы дамб на участках в насыпи и на косогоре, зарастание русел в береговой зоне, большие потери воды при фильтрации из земляных русел, подтопление территорий, прилегающих к каналам.
Обобщающие исследования в области гидравлической эффективности крупных каналов представлены в работах В.С. Алтунина [1], И.Ф. Карасёва [2], Г.В. Железнякова [3], Ц.Е. Мирцхулавы [4], Ю.М. Косиченко [5] и др.
На основании анализа указанных работ, а также накопленного опыта эксплуатации ряда крупных каналов авторами предлагаются условия повышения их эффективности эксплуатации [6]:
а) по пропускной способности:
а ' бпр < Q < бпр;
б) по допустимым скоростям (для статически устойчивых русел каналов):
3- <3<3 ;
нез_ _ нер'
в) по руслоформирующим процессам (для динамически устойчивых русел каналов):
- согласно выводам В.С. Алтунина
1/6 > Xp > 1/8;
- согласно идеям С.Х. Абальянца
1,0 < 0/0 ' нер < 1,3-1,4;
г) по коэффициенту шероховатости русла:
а«пр < n < пщ,;
д) по относительной ширине русла:
Рг.н < в < Pmax;
е) по коэффициенту полезного действия:
в Пнор < п < Пнор; ж) по допускаемым потерям на фильтрацию:
Y ^ф.доп < qф< qф.доп,
где Q - расход канала при эксплуатации, м3/с; Qnj, - проектная (расчетная) пропускная способность, м /с; а -показатель снижения пропускной способности вследствие влияния неучтенных факторов при эксплуатации (принимался приближенно из соотношения а =ппр/п); 0 - средняя скорость потока, м/с; 0нез, 0нер, - средняя допускаемая незаиляющая и допускаемая неразмы-вающая скорости движения воды в каналах; Xp - кинематический показатель руслового пото-
ка, определяемый как отношение хр =
»и
р а
0п - средняя поверхностная скорость; 0 нер - неразмывающая средняя скорость для расчётной глубины и грунта ложа; ппр - проектный коэффициент шероховатости русла; п - коэффициент шероховатости русла при эксплуатации; Ргн, Ртах - гидравлически наивыгоднейшая и максимальная относительная ширина по дну;
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2018. No 2
Пнор - нормативный коэффициент полезного действия канала (по СП 100.133330.2012); дф.доп -допустимые удельные потери на фильтрацию с 1 км длины канала; в , у - показатель снижения КПД канала и допустимых потерь на фильтрацию вследствие неучтенных факторов.
Допускаемые удельные потери на фильтрацию из русла канала дф.доп, л/(скм), определялись по нормативному значению КПД канала на 1 км его длины по формуле
%
1000 • Q .(1 - Пнор )
доп
kn • LK
где Q - расход канала, м3/с; Пнор - нормативное значение КПД (пнор = 0,9 для магистральных каналов); kn - коэффициент учёта потерь на испарение (£п = 1,05 - 1,10); LK - длина канала, км.
Для определения максимального значения относительной ширины по дну канала целесообразно использовать формулу А.М. Латышенкова:
ßmax
ß,K
-m,
пр
max
A2 • A.
- m
где Ah = h/hr.H, A„ = и/иг.н; тпр - коэффициент заложения полигонального русла, приведённого к трапецеидальному.
Для определения показателей снижения пропускной способности и шероховатости а и коэффициента полезного действия ß использованы натурные данные по 30 каналам [6].
На основании проведенной статистической обработки представленных данных получены следующие значения показателей: по 9 каналам -среднестатистическое значение показателя снижения пропускной способности ä ' = 0,958 при среднеквадратичной ошибке стй = 0,00452; по 25 каналам - среднестатистическое значение показателя снижения КПД ß' =0,935 при ст^ = 0,0121.
Показатель у , ввиду отсутствия данных по потерям на фильтрацию, не устанавливался. Ориентировочно его можно принимать в первом приближении в диапазоне от 0,920 до 0,940.
Определение рационального профиля
канала полигонального сечения
Впервые А.А. Угинчусом [7], а затем А.М. Латышенковым [8] предложено поперечные сечения большинства каналов выполнять близкими к гидравлически наивыгоднейшему профилю за счет незначительного уменьшения
средней скорости течения на 2 - 3 %. Применение этого метода позволяет переходить от неудобных и невыгодных с точки зрения производства работ узких и глубоких «абсолютно гидравлически наивыгоднейших сечений» с относительной шириной по дну в = — = 0,25 — 0,83 к
к
более удобным «практическим» трапецеидальным сечениям с в = 2,2^4,4 . Назовем такой профиль канала рациональным, который, с одной стороны, будет выгодным с гидравлической точки зрения, так как приближается к гидравлически наивыгоднейшему сечению, а с другой стороны, будет удобным с практической точки зрения.
Применение полигональных сечений в крупных каналах, как отмечено выше, объясняется тем, что они близко подходят к естественной плавной форме русла, имеющих параболическую форму.
Для определения относительной ширины рационального профиля полигонального сечения канала врац учитываем следующие исходные данные: Q - расход канала; i - уклон дна русла; п - коэффициент шероховатости русла; Нъ Н2, к3 -глубины элементов полигонального сечения; Ш\, т2, т3 - заложение откосов элементов сечения.
В качестве основного уравнения используем уравнение равномерного движения в канале [9], когда по исходным данным находится модуль расхода
Q = K = roCyfR,
(1)
где ю - площадь сечения канала; C -коэффициент Шези; R - гидравлический радиус.
При этом учтем принятые А.М. Латышен-ковым [8] соотношения между гидравлическими параметрами сечения, близкого к гидравлически наивыгоднейшему и «абсолютного» гидравлически наивыгоднейшего:
л =
а
аг.н Ю
где Aa - коэффициент скорости, принимаемый равным 0,97; Ö, &г.н - средние скорости живого сечения, близкого и гидравлически наивыгоднейшего сечения; ю, юг.н - площади живого сечения, близкого к гидравлически наивыгоднейшему и гидравлически наивыгоднейшего сечения.
Однако учитывая сложность решения задачи для полигонального сечения, по предложению А.А. Угинчуса для упрощения расчетов целесообразно использовать понятие о приве-
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2018. No 2
денном значении заложения откоса тпр, которое позволяет заменять полигональное сечение канала фиктивным трапецеидальным с приведенным значением заложения откоса.
Тогда относительная ширина трапецеидального сечения рассчитывается по общеизвестной формуле с учетом приведенного заложения откоса:
Рг.н =[ Ь] = 2 (V1 + тПр - тпр )•
(2)
Заменяя в правой части уравнения (1) гидравлические параметры выражениями в соответствии с уравнением (2)
ю = 1,03 • шгн = 1,03 • й£н • (Рг.н + тпр ),
R = ^ =
С = 1. R17 6 = 1. n n
h •(ß + тпр )
ß + 2^1 + mn2p
h .(ß + тпр )
ß + ^VT+m2p
1/6
запишем:
Q =1,03• £ .(ßr.H + тпр)•1 •
h (ß + ^np )
ß+24
1 + m,
2/3
где
m = тпр
A =
1 ->/l-A
h .5/2 ' h
, Ah = 0,713 Тогда, h = 0,713йгн.
Подставляя его в формулу (3), перепишем в более общем виде:
ß рац
4
А • 2/1 + тпр - Б • тпр Б - А
(4)
где
А = (б • п)3/2 ; Б = 0,713йг4н[1,020,5(Рг.н + )]3/2.
Параметр кгн для фиктивного трапецеидального сечения вычислим по формуле
Vh =
(A • 2^1 + mn2p)
Бт
пр
(5)
где Б' = 0,713[1,03/0,5(Рг.н + тир)]3/2 .
Учитывая, что полигональные профили каналов имеют, как правило, распластанные сечения, рекомендуемое значение в, вычисленное по формуле (4), следует назначить равным врац.
Определим общую глубину канала для рационального полигонального сечения:
Лрац = 0,713 • К.н •
Вычислим ширину по дну для рационального полигонального сечения:
рац
• h
рац рац'
Откуда после преобразований, приняв Р = Ррац, получим выражение для определения
относительной ширины фиктивного трапецеидального профиля канала рационального профиля, близкого к гидравлически наивыгоднейшему сечению [10]:
_ 2ф + ^р (б •п)3/2 - к • тпр[/0'51,03К .н \Рг.н + «пр )]
Ррац " ; г-0,51 га; 2 /п , \п3/2 гп Л3/2
^'1,03^ (Рг.н + тпр)] - (б • п)
Определим площадь живого сечения и смоченный периметр для рационального полигонального сечения канала:
со
рац
= (Ьрац + тпр • Крац) • h
пр рац /
рац
У = b + 2h Л рац "рац 1 ^*"рац
4
1 + т,
пр •
Далее рассчитаем необходимую глубину ,(3) М нижней части канала для полигонального се-
чения по формулам
2 2 (1 + 2a2 + 2аз)^! + (a^ + 2a2a3)m2 +
2 ,
(1 + a2 + аз)
h h h3 a1 = —- ; a2 = —; a3 = —. h2 hi hi
h
Учитывая, что Ah =- [8], запишем
hr.H
h = Ah ■ hrH. Тогда, принимая A g = 0,97, найдём по А.М. Латышенкову
К =
К
рац
1 + a,n
-a3
(6)
h1 =
3у
2(m{ - m1 + k2 + k3)
V
(3у )2
ra
где
4(m{ - m1 + k2 + k3)2 m{ - m1 + k2 + k3
k2 = a 2(m2 - m{ + a2m2 + a3m3 --2m1 -a2m 2 +a3m2 - 2a3m2); Аз = a3 (m-3 + m1 + a3m3 - 2m1 - a3m3).
4
у
2
»
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2018. No 2
Затем определим глубину в средней части ^ ^ ^^
Н2, верхней части Н3 и общую глубину канала И: Ъ2 =«2 •
к3 =«з • К к = к1 + к2 + к3.
В случае, если значение И будет отличаться от ранее полученного, во втором приближении производится пересчёт всех параметров канала для полигонального сечения.
Рассмотрим пример расчета по предлагаемой методике.
Дано: Q = 75 м3/с; т1 = 3; т2 = 2; т3 = 1,5; а1 = а2 = а3 = 1; п = 0,0225; i = 0,00014. Требуется определить основные размеры рационального профиля полигонального сечения канала, близкого к гидравлически наивыгоднейшему сечению.
Решение. Вычисляем приведённые коэффициенты заложения откосов фиктивного трапецеидального сечения:
1,03• 0,00014)'5 • (0,385+ 2,5)]3/2 = 3,367. Далее вычислим параметр врац по формуле (4) с учётом ранее найденных значений А и Б:
2,192-2 •д/1 + 2,52 — 3,367^ 2,5
—пяп =-= 2,88
рац 3,367 — 2,192
С учётом ранее рассчитанных параметров кг н и Ррац основные характеристики рационального сечения канала: общую глубину канала, его ширину, площадь живого сечения, смоченный периметр, также определим гидравлический радиус и среднюю скорость потока:
/грац = 0,713 • Ьгя = 0,713 • 5,63 = 4,01 м; —рац = врац • крац = 2,88 • 4,01 = 11,56 м;
2
т =
тпр
(1 + 2-1 + 2-1) • 3 + (12 + 2-1-1) • 2 +12-1,5
тпр
(1 +1 +1)2 6,32 +1-4,47 +1-3,61
= 2,5;
1 +1 +1
= 4,8
®рац (Ьрац +тпр ^рац ) - ^рац
= (11,56 + 2,5-4,01)-4,01 = 86,6 м2;
Храц = Ьрац + 2^рац ^1 + тпр =
л/1 + 2,5
= 11,5 + 2 - 4,01+ 2,52 = 33,1 м:
где тх = ^VT+32 = 6,32; т2 = + 22 = 4,47; т = +1,52 = 3,61.
Находим параметр Ргн по формуле (2):
вгн = 2^1 + 2,52 — 2,5) = 0,385.
Определим параметр кгнпо формуле (5) с учётом А и Б':
Аг.н =
= 4 =4
(2,192 - 2^1 + 2,52 )
0,0047 - 2,5
где A = (75- 0,0225)3/2 = 2,192 ;
= 5,63 м,
Б' = 0,713
1,03-0,000140,5 - (0,385 + 2,5)
3/2
^рац
Юрац 88,6
—— =-= 2,67 м;
рац
33,1
& = = 750 = 0,87 м/с.
р Юрац 86,6
Рассчитаем необходимую глубину И1 нижней части полигонального сечения канала по формуле (6):
h =
h
рац
4,01
1 + а2 +а3 1 +1 +1
= 1,34 м,
= 0,0047;
следовательно, И2 = И3 = 1,34 м и Ирац = И1х х(1+а2+а3) = 1,34 (1+1+1) = 4,02 м.
Необходимая глубина нижней части полигонального сечения по другой формуле (7) составит:
h =
3 -33,1
1 2(6,32 - 3 +11,35 + 6,04) ^
(3 -33,1)2
86,6
4(6,32 - 3 +11,35 + 6,04)2 6,32 - 3 +11,35 + 6,04
= 1,34 м,
где к2 = 11,35; к3 = 6,04.
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE. 2018. No 2
Ширину поверху нижней, средней и верхней части рационального профиля полигонального сечения определим соответственно по формулам:
B1 = Ьрац + 2m1h1 = 11,56 + 2• 3-1,34 = 19,6 м;
B2 = B1 + 2m2h2 = 19,6 + 2• 2-1,34 = 24,96 м;
B3 = B2 + 2m3h3 = 24,96 + 2• 2-1,34 = 30,32 м.
Следует отметить, что основные расчетные параметры рационального полигонального сечения канала получены близкими к полигональному сечению Невинномысского канала (табл.1) [5].
Таблица 1 / Table 1
Сравнение параметров расчетного рационального
профиля полигонального сечения с параметрами Невинномысского канала / Comparison of the parameters of the rational rational profile of the polygonal section with the parameters of the Nevinnomyssky channel
Сечение Задаваемые параметры Расчетные параметры
Q, м /с м/с i n h, м ß b, м B3, м
Расчетное 75,0 0,87 0,00014 0,0225 4,0 2,88 11,6 30,3
Невинномысского канала 75,0 1,04 0,00014 0,0250 3,9 2,56* 60 10,0* 31,6
Примечание . Расчет параметров проводился для деформированного русла.
На основании сравнения параметров полигональных сечений можно заключить, что основные параметры полигонального сечения Не-винномысского канала практически соответствуют расчётному рациональному сечению, если учесть изменённую ширину Невинномысского канала по дну по данным наблюдений вследствие русловых деформаций [5], равную 6деф = 10,0, и относительную ширину
ß = -
b
деф
10,0
= 2,56.
к 3,9
Таким образом, разработанную методику определения рационального профиля крупного канала в земляном русле будем считать апробированной и подтверждённой на примере одного из действующих каналов полигонального сечения.
Оценка гидравлических сопротивлений полигональных сечений по данным натурных наблюдений
Рассмотрим получение расчетных формул гидравлических сопротивлений для полигональных сечений крупных каналов в земляном русле. Так как наибольшее количество таких русел каналов расположено на юге России, то для вывода расчетных эмпирических формул используем
имеющиеся данные натурных наблюдений на Большом Ставропольском канале - 1-я очередь (БСК-1), Донском МК, Пролетарском МК, Терско-Кумском, Невинномысском и Баксан-Малка [5].
n
0,09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0
■
тал —ft- — —
0,28 0,26 0,24 0.22 0.2 0,18 0.16 0,14 0.12 0.1 0,08 0.06 0,04
Рис. 1. Графики зависимости: а - n = n(Q); б - X = X(Q); в - X = X(Re) / Fig. 1. Graph of the dependence: а - n = n(Q); б - X = X(Q); в - X = X(Re)
Результаты собранных натурных данных представлены в виде графиков зависимостей n = n(Q), X = X(Q), X = X(Re) на рис. 1.
Анализ натурных данных коэффициентов шероховатости (n) в зависимости от расходов
а
в
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION.
TECHNICAL SCIENCE. 2018. No 2
воды в канале указывает на наличие двух зон распределения шероховатости. Нижние границы соответствуют минимальным значениям коэффициента шероховатости, а верхние - максимальным значениям.
Проведённую приближённо штриховую линию можно принять за границу раздела зоны нормального состояния русла и области повышенных коэффициентов шероховатости, обусловленных деформациями русла, заилением и зарастанием.
Так, например, для земляного русла Азовского магистрального канала наблюдаются повышенные значения коэффициента шероховатости п = 0,055 - 0,094, что связано с обильным зарастанием водной растительностью, в частности, камышом.
Данные коэффициенты примерно в 2,2 -3,5 раза превышают коэффициенты шероховатости канала Бг-Р-6, работающего в нормальном состоянии.
Однако следует отметить, что наибольшему зарастанию и, соответственно, увеличению коэффициентов шероховатости подвержены малые и средние каналы с расходами 1,0 - 60,0 м3/с.
Для каналов с расходом более 60,0 м3/с коэффициенты шероховатости увеличиваются в среднем в 1,2 - 1,45 раза.
Построенные графики зависимости гидравлических сопротивлений X от расхода и чисел Рейнольдса и коэффициента шероховатости п от величины С / показывают аналогичные закономерности распределения.
Обобщая анализ представленных графических зависимостей, можно выявить некоторые общие закономерности:
1) при относительно небольших расходах каналов 1,0 - 60,0 м3/с наблюдается довольно широкий диапазон изменения коэффициентов шероховатости и гидравлических сопротивлений каналов в земляных руслах;
2) нижняя граница зоны шероховатости и гидравлических сопротивлений представляет собой плавную кривую, приближающуюся к горизонтальной прямой. Вместе с тем, верхняя граница характеризуется резким перегибом кривой в начале и её постепенным приближением к нижней границе в конце графика;
3) влияние зарастания русла канала особенно сильно наблюдается в начале зон п и X при небольших расходах 1,0 - 30,0 м3/с и практически в 2 - 2,5 раза превышает значения по сравнению с нормальным состоянием.
Заключение
1. Проведенный анализ современного состояния в области исследований гидравлических сопротивлений крупных магистральных каналов показал, что ввиду длительной их эксплуатации более 30 - 50 лет происходит снижение их гидравлической эффективности. Это обусловлено различными деформациями их русел (размыв, заиление, подмыв, обрушение откосов, образование подсечек в зоне уреза воды, зарастание берегов водной растительностью). Вследствие чего происходит снижение пропускной способности каналов, что особенно характерно для магистральных каналов Юга России, где получили распространения полигональные сечения.
2. На основе обобщения натурных данных крупных каналов Юга России предложены условия повышения эффективности их эксплуатации, а в результате их статистической обработки получены достоверные оценки показателей снижения пропускной способности а' = 0,958 при среднеквадратической ошибке с^ = 0,00452 и
коэффициента полезного действия р = 0,935 при
Ср, = 0,0121.
3. Для выбора рациональных сечений крупных каналов с гидравлической и практической точек зрения авторами разработана методика расчёта рационального профиля русел полигонального сечения, основанная на приведении полигональных сечений в трапецеидальные и получении практически целесообразных сечений, близких к гидравлически наивыгоднейшим.
4. Используя имеющиеся натурные данные гидравлических характеристик для земляных русел каналов полигонального сечения, включающих 9 каналов, авторами получены расчётные формулы вида
п = АО); С /^=Г(п); X = №).
Литература
1. Алтунин В.С. Мелиоративные каналы в земляных руслах. М.: Колос, 1979. 255 с.
2. Карасев И.Ф. Русловые процессы при переброске стока: 2-е изд., доп. и перераб. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 288 с.
3. Железняков Г.В. Пропускная способность русел каналов и рек. Л.: Гидрометеоиздат. 1981. 311 с.
4. Мирцхулава Ц.Е. О надежности крупных каналов. М.: Колос, 1981. 318 с.
5. Косиченко Ю.М. Каналы переброски стока России. Новочеркасск: НГМА, 2004. 470 с.
6. Косиченко Ю.М., Угроватова Е.Г. Гидравлические и эксплуатационные критерии функционирования крупных
ISSN 0321-2653 IZVESTIYA VUZOV. SEVERO-KAVKAZSKIYREGION. TECHNICAL SCIENCE. 2018. No 2
каналов перераспределения стока // Изв вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2013. № 5. С. 62 - 66.
7. Угинчус А.А. Гидравлические и технико-экономические расчёты каналов. М.: Стройиздат, 1965. 274 с.
8. Каналы систем водоснабжения и ирригации: (Рекомендации по проектированию и эксплуатации каналов). М.: Стройиздат, 1972. 153 с.
9. Чугаев Р.Р. Гидравлика (техническая механика жидкости): 4-е изд., доп. и перераб. Л.: Энергоиздат, 1982. 672 с.
10. Косиченко Ю.М., Угроватова Е.Г. Исследование гидравлически выгодного профиля полигонального сечения крупных каналов и их гидравлических сопротивлений // Природообустройство. 2014. № 2. С. 85 - 89.
References
1. Altunin V.S. Meliorativnye kanaly vzemlyanykh ruslakh [Meliorative channels in earthen channels]. Moscow: Kolos, 1979, 255 p.
2. Karasev I.F. Ruslovye protsessy priperebroske stoka [Channel processes in the transfer of runoff].2-e izd., dop. i pererab. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1975,288 p.
3. Zheleznyakov G.V. Propusknaya sposobnost' rusel kanalov i rek [The capacity of channel channels and rivers]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 1981, 311 p.
4. Mirtskhulava Ts.E. O nadezhnosti krupnykh kanalov [On the reliability of large channels]. Moscow: Kolos, 1981, 318 p.
5. Kosichenko Yu. M. Kanaly perebroski stoka Rossii [Channels of the transfer of the flow of Russia]. Novocherkassk: NGMA, 2004, 470 p.
6. Kosichenko Yu.M., Ugrovatova E.G. Gidravlicheskie i ekspluatatsionnye kriterii funktsionirovaniya krupnykh kanalov pereraspredeleniya stoka [Hydraulic and operational criteria for the functioning of large channels for the redistribution of runoff ]. Izv vuzov. Sev.-Kavk. region. Tekhn. nauki. 2013,no. 5,pp. 62-66. (In Russ.)
7. Uginchus A.A. Gidravlicheskie i tekhniko-ekonomicheskie raschety kanalov [Hydraulic and technical and economic calculations of channels]. Moscow: Stroiizdat, 1965, 274p.
8. Kanaly sistem vodosnabzheniya i irrigatsii: (Rekomendatsii po proektirovaniyu i ekspluatatsii kanalov) [Channels of water supply and irrigation systems: (Recommendations for the design and operation of channels)]. Moscow: Stroiizdat, 1972,153 p.
9. Chugaev R.R. Gidravlika (tekhnicheskaya mekhanika zhidkosti) [Hydraulics (technical fluid mechanics)]: 4-e izd., dop. i pererab. Leningrad: Energoizdat, 1982, 672p.
10. Kosichenko Yu.M., Ugrovatova E.G. Issledovanie gidravlicheski vygodnogo profilya poligonal'nogo secheniya krupnykh kanalov i ikh gidravlicheskikh soprotivlenii [Investigation of a hydraulically advantageous profile of the polygonal section of large channels and their hydraulic resistances ]. Prirodoobustroistvo. 2014, no. 2, pp. 85-89. (In Russ.)
Поступила в редакцию /Received 30 марта 2018 г. /March 30, 2018
