Аннотация

Цель: обоснование применимости различных методов гидравлических расчетов оросительных каналов гидромелиоративных систем. Рекомендуется применять пять типов гидравлических задач, позволяющих определять следующие основные параметры оросительных каналов для каждого типа: пропускную способность (первый тип), уклон канала (второй тип), коэффициент шероховатости (третий тип), глубину водного потока (четвертый тип), размеры поперечного сечения оросительного канала (пятый тип). Материалы и методы. При проведении исследований за основу были приняты известные классические методы и зависимости Н. Н. Павловского, Б. А. Бахметева, Р. Р. Чугаева, А. А. Агроскина, Шези и других ученых.

Результаты. Рассмотрены методики определения основных гидравлических характеристик оросительных каналов, в т. ч.: расхода канала, уклона и коэффициента шероховатости. Данные методики позволяют производить расчеты методом подбора и графическими методами. Пятый тип задач представляет собой ряд самостоятельных решений, где применяется приведенная ширина, вычисляемая также графическим способом. Анализ результатов расчета показывает, что для задач первого типа при увеличении значений коэффициентов шероховатости русла снижаются коэффициенты Шези и гидравлический расход. По полученным расчетным данным построен график изменения расхода водного потока в зависимости от коэффициента шероховатости русла.

Выводы. По результатам исследований были определены условия применения различных методов гидравлического расчета оросительных каналов. Приведены значения коэффициентов шероховатости оросительных каналов в противофильтрационной облицовке – бетонной монолитной и железобетонной из сборных плит. Представлены сводные результаты расчета для шести различных примеров.

doi: 10.31774/2712-9357-2023-13-3-274-295

Для цитирования

Баев О. А. Обоснование методов гидравлических расчетов оросительных каналов // Мелиорация и гидротехника. 2023. Т. 13, № 3. С. 274–295. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2023-13-3-274-295.

Список литературы

1. Богомолов А. И., Михайлов К. А. Гидравлика. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1972. 648 с.

2. Долгушев И. А. Повышение эксплуатационной надежности оросительных каналов. М.: Колос, 1975. 136 с.

3. Чоу В. Т. Гидравлика открытых каналов / пер. с англ. И. В. Филимоновой. М.: Стройиздат, 1969. 464 с.

4. Рылова И. А., Боровков В. С. Эквивалентная шероховатость напорных и безнапорных водоводов // Вестник МГСУ. 2013. № 4. С. 181–187.

5. Ахмедова Н. Р., Наумов В. А. Влияние изменения коэффициента шероховатости русла на максимальные расчетные уровни малого водотока в заданном створе (на примере р. Нельма) // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2021. № 4(49). С. 74–80. DOI: 10.24866/2227-6858/2021-4/74-8.

6. Вербицкий В. С., Ходзинская А. Г. Приведенные гидравлические сопротивления рек и каналов // Гидротехническое строительство. 2018. № 3. C. 37–47.

7. Косиченко Ю. М., Баев О. А. Гидравлическая эффективность оросительных каналов при эксплуатации // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15, № 8. С. 1147–1162. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1147-1162.

8. Баев О. А., Косиченко Ю. М. Особенности гидравлических условий эксплуатации крупных каналов // Экология и водное хозяйство [Электронный ресурс]. 2019. № 3(03). С. 145–160. URL: http:rosniipm-sm1.ru/article?n=43 (дата обращения: 24.05.2023). https:doi.org/10.31774/2658-7890-2019-3-145-160.

9. Гладков Г. Л. Исследование зернистой шероховатости дна речных русел // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2020. Т. 12, № 2. С. 336–346. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-2-336-346.

10. Беновицкий Э. Л. Вывод расчетных зависимостей для коэффициента шероховатости частично заросших русел // Водные ресурсы. 1988. № 1. С. 68–74.

11. Белавкин А. В. Анализ существующих подходов к оценке движения потока воды в заросших руслах // Инновации и инвестиции. 2019. № 4. С. 229–233.

12. Косиченко Ю. М. Влияние эксплуатационных факторов на пропускную способность земляных русел каналов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2011. № 3(03). 13 с. URL: http:rosniipm-sm.ru/dl_files/

udb_files/udb13-rec43-field6.pdf (дата обращения: 24.05.2023).

13. Ткачев А. А., Гурин К. Г. Гидравлические расчеты лотка быстротока Новотроицкого водохранилища // Мелиорация и водное хозяйство: материалы Всерос. науч.-практ. конф., посвящ. 145-летию образования «Донлесхоза». Новочеркасск, 2021. С. 104–109.

14. Turbulence structure in open channel flow with partially covered artificial emergent vegetation / W. X. Huai, J. Zhang, W. J. Wang, G. G. Katul // Journal of Hydrology. 2019. № 573. P. 180–193. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2019.03.071.

15. Suljić N. Influence of roughty of a rectangular open channel on flow speeds and water flow // Technical Institute Bijeljina, Archives for Technical Sciences. 2021. Vol. 24. P. 57–64. DOI: 10.7251/afts.2021.1324.057.

16. Study of new designs of spillway channels with artificial roughness / E. Rustem, K. Yestaev, M. Abdimomynova, A. Abduvalova, A. Tassybayev // Periodicals of Engineering and Natural Sciences. 2021. Vol. 9, № 4. P. 117–133. DOI: 10.21533/pen.v9i4.2303.

17. Drag coeffcient and hydraulic roughness generated by an aquatic vegetation patch in a semi-arid alluvial channel / J. A. S. Filho, J. Cantalice, S. Guerra, E. Nunes, J. C. Santos, M. M. Corrêa, G. B. Junior, V. P. S. Junior // Ecological Engineering. 2019. Vol. 141. Article number: 105598. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2019.105598.

18. Huang P. C., Lee K. T. Channel hydrological response function considering inflow conditions and hydraulic characteristics // Journal of Hydrology. 2020. Vol. 591. Article number: 125546. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2020.125546.

19. Naghavi M., Mohammadi M., Mahtabi G. An experimental evaluation of the blocks in floodplain on hydraulic characteristics of flow in a meandering compound channel // Journal of Hydrology. 2022. Vol. 612. Article number: 127976. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2022.127976.