автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Оптимизация параметров земляных каналов

На правах рукописи

ЧИРИКИНА ЮЛИЯ ИВАНОВНА

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЗЕМЛЯНЫХ КАНАЛОВ

Специальность 05.23.16 - Гидравлика и инженерная гидрология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург . 1996г

Работа выполнена на кафедре инженерных мелиораций, гидрологи и охраны окружающей среды Санкт-Петербургского государственног технического университета.

Научный руководитель - доктор технических наук

профессор М.А.Михалев

Официальные оппоненты: доктор технических наук

профессор А.М.Курганов

кандидат технических наук, доцент А.И.ЛаксСерг

Ведущая организация: ИНВЕК0-ПР0ЕК1

заседании диссертационного совета К 063.38.22 при Санкт Петербургском государственном техническом университете по адресь 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул.29, ПГК. Ауд.411.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной Сиблиоте! университета.

Ученый секретарь диссертационного совета: канд.техн.наук,__профессор

Ю.В. Полетаем

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ЗЕМЛЯНЫХ КАНАЛОВ

Актуальность работы.' Земляные каналы, смоченная поверхность которых не покрыта каким-либо защитным слоем, находят широкое применение .р различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Так, орошаемое земледелие реализуется с помощью разветвленной сети подводящих каналов различных рангов: от магистральных, подающих воду к целым регионам, до оросителей, направляющих ее к отдельным полям. Излишки воды "и возвратные воды собираются сетью сбросных каналов, которая по своей сложности нисколько не уступает сети подводящих каналов. При проведении осушительных мелиораций переувлажненных земель дренажные воды поступают в ^еки по осушительным каналам.

Обязательным атрибутом проектирования каналов, как и любого

другого .-строительного объекта, является экономическое обоснование,

которое базируется на возможности осуществления мыслимого перебора

различных вариантов и выбора из них оптимального. Проблема поиска

оптимального решения при создании земляных каналов остается

актуальной. Ей посвящается данная работа, причем в ней не ставится

задача одновременно рассмотреть экономическую сторону вопроса.

Речь идет только о технических аспектах проблемы: реализация идеи

перебора возможных вариантов и выбора, из них оптимального с

технической точки зрения. Предполагается, что технически

.оптимальное решение не обязательно должно совпадать• с оптимальным

экономическим, так как на последнее существенное влияние оказывает

технология строительства. Известно, напр^ер, что каналы

гидравлически наивыгоднейшего поперечного сечения чаще всего

оказываются экономически невыгодными из-за сложностей, связанных с

о

производством строительных работ. Следовательно, проектировщику должна быть предоставлена широкая возможность экономической оценки любого варианта из большого количества технических решений, которое, естественно, должно включите в себя и оптимальнее с технической точки зрения.

Цель работы. Предложить методику гидравлического расчета земляного канала трапецеидального поперечного сеч№ня, позволяющую найти оптимальное техническое решение, при котором 'улет обеспечен пропуск расчетного расхода вода в условиях равномерного' ре.жпмэ

4 >

течения и минимальный объем земляных работ по его устройству. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- найден параметр оптимизации, в качестве которого принят уклон дна канала; » .

- проанализирована зависимость объема земляных работ от уклона дна канала в широком диапазоне изменения параметров трапецеидального поперечною сечения канала, уклонов местности, по которой проходит его трасса, и пропускаемых расходов воды;

рассмотрены условия существования оптимального технического решения в канале, в, котором не допускаются деформации размыва.

Научная новизна работы. Для земляного канала доказано ■ существование оптимального значения уклона дна, которому* соответствует минимальный объем земляных работ. Впервые разработана методика определения оптимального уклона дна канала, в . которой гидравлический расчет канала на пропуск расчетного расхода воды при равномерном режиме течения, сочетается с определением объемов земляных работ в широком диапазоне . изменения уклонов местности, по которой преходит трасса канала, параметров трапецеидального поперечного сечения канала и пропускаемых расходов воды. Исследовано влияние на оптимальное техническое решение ограничения скорости течения воды в канале величиной неразмываидей для частиц несвязного зернистого материала, слагающих русло канала.'.

Практическая ценность. Предлагаемая методика расчета земляных каналов предоставляет проектировщику большие возможности экономической оценки различных технических решений, в том числе оптимального с технической точки зрения с учетом необходимости пропуска расчетного расхода воды, местных усл'овий, технологии производства строительных работ, ограничений скорости течения величиной неразмываидей для грунтов, в которых проходит канал.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на конференции "20 лет Вологодскому политехническому институту", январь 1945 года, Вологда; на Российской научно-технической конференции "Инновационные наукоемкие технологии для России", апрель 1995 года, Санкт-Петербург; на семинарах кафедры "Инженерных мелиораций, гидрологии »и охраны окружающей среды" Санкт-Петербургского государственного технического университета в 1995 и 1996 годах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы и одна сдана в печать.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и восьми приложений. Содержит $$ • страниц машинописного текста, 3S рисунков, таблиц и приложений на страницах, список

использованной литературы включает 70 наименований. Общее количество страниц.

Краткое содержание диссертации.

Во введении • показана актуальность исследуемой проблемы, сформулированы цели и задачи работы, охарактеризована новизна в подходе к расчету земляных каналов, смоченная поверхность которых не покрыта каким-либо защитным слоем, и практическая ценность данной работы.

В первой главе приведен обзор состояния вопроса на сегодняшний день. Рассмотрены существующие методы расчета земляных каналов, в том числе, касающиеся гидравлически наивыгоднейшего поперечного сечения, и подходы к определению продольного уклона дна канала. В. этом отношении были использованы работы Р.Р.Чугаева, В.Г.Дементьева, В.Т.Чоу, А.А.Угинчуса, С.А.Аннаева,

В.М.Маккавеева, Н.А.Ржаницына и др. С точки зрения расчета земляного канала при условии обеспечения его устойчивости и поиска равнопрочного сечения были рассмотрены работы К.В.Гришанина, В.С.Кнороза, " М.А.Михалева, А.И.Лаксберга, Ю.В.Кокорина, В.П.Троицкого, И.Ф.Карасева, Е.Н.Кожевниковой, Ю.А.Ибад-Зале, В.Е.Короткова и др.

Обзор литературных источников, связанных с расчётами земляных Каналов без каких-либо защитных покрытий,• показал, что гидравлический расчет таких каналов, в том числе с учетом требований, по ограничению средней скорости течения величиной неразмывающей для -.грунтов, слагающих ложе канала, - при одновременном условии превышения средней скорости величины незаиляющей -для .частиц взвеси в Еоде, ни в одном' из известных источников, никогда не увязывался с необходимостью поиска оптимального технического решения для проектируемого канала, обеспечения минимума земляных работ по устройству канала.

Во второй главе сформулированы цели и задачи исследования. В качестве параметра оптимизации взят уклон дна земляного канала-, параметры которого определяются, исходя Из необходимости пропуска расчетного расхода воды при равномерном режиме. Возможность такого подхода к решению задачи была высказана В.Г.Дементьевым и обосновывается следующими рассуждениями. С увеличением уклона дна канала скорость течения воды в нем увеличивается, живое сечение при . постоянном ' расходе уменьшается, объем бесполезной (строительной) выемки - увеличивается. Наоборот, при уменьшении уклона дна живое .сечение канала увеличивается, а бесполезная выемка уменьшается. Сказанное позволяет утверждать, что при определенных условиях существование минимального объема земляных работ представляется вполне реальным, а св'ответствующий ему уклон можно назреть ■ оптимальным. '

При выборе пути решения задачи был рассмотрен метод, в основе которого л.ежит функция приведенных, объемов работ, минимальное значение которой, находится путем приравнивания нулю производной по уклону дна .канала. Переход к реальным объемам осуществляется с использованием этой функции при условии равномерного спокойного режима течения воды методом последовательных приближений. Объем земляных работ по устройству канала трапецеидального' поперечного

сечения определяется из формулы для усеченной пирамиды:

+ Ц)

где а - площадь живого сечения канала; П - полная площадь выемки в конце участка канала, длина которого - Л.

Как .показали выполненные исследования, поиск экстремума функции £ (а}, в которой 1 - уклон дна канала, с , использованием , зависимости (1) затруднен. Задача существенно упрощается, если для ■_'е решения вначале привлекается более простая приближенная формула объема земляных работ: ,

+П) . - (2)

Следует иметь в виду, Что Ч2>\Г\, если СЪш; при . формулу

(2) можно использовать непосредственно в расчетах, задаваясь приемлемой величиной ошибки. Например, ошибка не превышает Ь1, если ьиполняется условие О/со 2 3,Ь, следовательно, V;, £ ],05У1.

*Нужло отметить, что никаких ограничений, в частности, связанных с обеспечением командования ь ,конечном пункте в случае''

оросительного канала, или с положением уровня воды в водоприемнике (для осушительного канала), или с возможностью деформаций русла канала из-за размыва его ■ ложа водным потоком, сначала не .накладывалось. С помощью канала необходимо подать из пункта А в ■ пункт В. расход воды Q; ' трасса канала прямолинейная, уклон местности iu равен нулю, расстояние от A Tío В по прямой на поверхности земли 1, ширина канала понизу Ь, поверху ширина |водного зеркала-Bi,.заложение откосов т, глубина наполнения канала h. В пункте А уровень воды условно совпадает с поверхностью земли. Движение воды в канале равномерное, поэтому в пункте В живое сечение, как и в пункте А, равно га. За счет уклона дна в пункте В глубина рыемки стала равной Z. Ширина выемки поверху в конце' канала равна Вг-

Используя формулу (2), зависимости для определения величин Z, а, П, формулы трапецеидального сечения и формулы равномерного движения, в том числе формулу Шези в виде:

U

(3)'

в которой U - средняя скорость течения; R- гидравлический радиус;

\ - коэффициент -гидравлического трения; выражение для Vj:

\2~

получили - следующее

ъ.1

1 +

2Ь (л ЛЛ В) — Ь ( 1

BTTb-l^h'riríb l1+h

'1 Jí

(4)

После преобразований с привлечением формул трапецеидального сечения нашли: . „

0 + пД Ъ ; а + т \ ь)

*пр.2 ='

2-V2V2gR Q.1N/X

ё-

i

(5)

где УПр.г - приведенный объем выемки, соответствующий методу расчета по упрощенной формуле(2). Введя в расчет новую переменную

Х = -,=

1

и произведя в (5) преобразования, получим:

»

■>л р+ш р+п» • -

Далее, взяв производную от V пр.2 по X, приравняем ее нулю, после преобразований, придем к квадратному уравнению:

/ 1,5т 1,5т

Положительный корень этого уравнения отвечает условию задачи:

Подставив его в формулу (7), найдем Vnp.imin. Переход к реальном объемам осуществляется по формуле:

Нужно обратить внимание на tq, что даже при заданной длине , канала J связь между параметром X и уклоном канала.i не получается простой, как это следует ив формулы (6) . .

Действительно, если заданы величины Р и т, то при изменении уклона дна площадь живого .сечения будет изменяться в основном за счет, изменения глубины наполнения канала (при постоянном 0 это связано с"изменением и величины Ь); с ростом уклона 1 глубина h будет уменьшаться, * наоборот, с уменьшением i глубина ■ h

увеличивается. Отсюда следует, что объемы Угщ1п и Vnp.jmln могут не совпадать, а кривые V2-/( 1) и Vnp2-<p(x) будут иметь разное начертание.

После проредения анализа формул (4), (5) и (10) было сделано заключение о том*, что в случае 1ц-0 поиск минимума * фактического

объема V2:ttin и соответствующего ему оптимального уклона 1опт- нужно -вести в области Х<Ха, где Xj -корень уравнения (8), которому при заданных величинах an Р, соответствует минимум приведенного объем« vnp-2min- Выла рассмотрена задача о построении кривых V2-/U) и vnp2-4>(x) для конкретных исходных данных: расход» воды Q, заложена* . откосов Ei, длины участка канала J, высоты выступов шероховатости Д

и относительной ширины по дну Р, величиной которой задавались руководствуясь работами Р.Р.Чугаева, А.А.Угинчуса, В.Т.Чоу и др.).

Выполненные расчеты и построения позволили сделать следующий вывод: повидимому, не существует другого более рационального, чем

выше рассмотренный, ' пути определения величины Угт1п » так как объем Уа является функцией параметра X, а он - уклона дна канала 1 и глубины Ь: кроме того, объем сам зависит еще от глубины 11 и коэффициента гидравлического треиия X (гидравлический^ радиус. не считается, так как он связан с глубиной Ь линейно). В предложенной методике понятие о приведенном безразмерном объеме - УПр.г оказалось

очень продуктивным, так как величина Упр.2т1п позволяет однозначно

и целенаправленно осуществить поиск минимума фактического объема

Уа-,1и. проводя его только в области X < Хг. Таким образом,

существование оптимального уклона, соответствующего минимуму земляных работ по устройству канала, было доказано.

При уклоне местности отличном от нуля соответствующую

зависимость для приведенного объема земляных работ Упр.!,

аналогичную формуле "(5) при 1ц~0, легко свести к (7), если вместо переменной X ввести в рассмотрение другую переменную:

У*1«К±'1М)-ХГ±ХН , (И)

где - уклон дна канала при 1и*0г величина Х.»^,.- связана с

п

V Л

уклоном дна канала, а Хк = —- с уклоном местности; знак «-» соответствует прямому уклону местности {1м>0), знак «+» обратному (1М<0).После такой замены формулы (8) и (9) сохраняются,

тем самым задача сводится к ранее рассмотренной, решение которой уже было найдено, в них только величину X слелует заменить и* У. Но тогда, независимо от уклона местности, приведенные объемы земляных работ получаются при ус'ловии У-Х одинаковыми, а так как из зависимости (9) следует, что Уг"Хг , то одинаковыми будут и

минимумы приведенных объемов. Обратимся теперь к зависимости М), в- которой, принимая У=Х, произведем замену параметра X в соответствии с формулой (6), получим:

¡ = 1К±1М, (12) Ч

где буквой 1 ранее быт обозначен уклон дна канала при условии:

1м=0.

Рассмотрим вначале случай прямого уклона местности, когда В соответствии с . (12) имеем: 1к=' + 'м- Следовательно, в этом случае при одинаковых объемах земляных работ уклон дна канала получается больше аналогичного уклона при хм=0 на величину уклона местности

При достаточно больших прямых уклонах местности функции '

Упр=ф(У) 'и У=/Ц) не будут иметь' экстремума, а будут достигать минимального значения - первая при У=0, следовательно, вторая -при :1к=л.м, но в этом случае ю=П=сопз<:. Иными словами, минимальный объем земляных работ получается при равенстве уклона дна канала уклону местности," что -очевидно. Поиск экстремума в этом случае можно било, продолжать, задаваясь уклонами дна канала меньшими, чем

уклон местности: л.к<1м. Но это означало бы переход к каналам, которые выполняются в полувыемке-полунасыпи, и потребовало бы' опенки (экономической) затрат на перемещение грунта, что в задачу исследования не входило. ' .

. Вторым ограничением при достаточно больших прямых уклонах местности является образование бурного режима течения в канале, который в данной работе тоже не рассматривается. При достаточно малых прямых уклонах местности кривые объемов, как и в случае какала на горизонтальной местности, имеют экстремум.

Перейдем теперь к случаю местности с обратным уклоном,•когда ь соответствии с (12) получим: !к='~'м- Как видим, здесь при достаточно больших уклонах местности уклон дна канала, соответствующий минимуму земляных работ, может оказаться отрицательным (обратным). Но в таком канале режим течения будет неравномерным, '.исследование его в рамках данной работы, не предусматривалось. Минимуму земляных работ в условиях равномерного режима течения будет соответствовать такой прямой уклон дна.

канала, который обусловлен какими-то иными требованиями (ограничениями), например, необходимостью создания в канале скорости течения, превышающей 'заиляющую и т.п. Если обратный уклон местности сравнительно небольшой, то кривая зависимости объема' земляник работ от уклона дна канала будет иметь, экстремум.

Для уклона местности, отличного от нуля, .вместо формулы (10) Справедлива следующая:

Из результатов, полученных для конкретных исходных данных (примеры приведены в приложениях к диссертации), следует, что расчеты по упрощенной зависимости (2) достаточно просты, и. их можно' с помощью калькулятора без труда выполнить.

Поиск решения при использовании точной формулы (1) для определения объема земляных работ, сопряжгн с огромными трудностями,, так как , вытекающая из нее зависимость, аналогичная вышеприведенной формуле (4), получается очень громоздкой. Она не может быть непосредственно применена для реализации итерационного процесса в силу сложного характера связей между входящими в нее параметрами. Не лучше обстоит дело и с зависимостью для определения приведенного объема земляных работ (типа (7)). Если взять от нее- производную по переменной У и приравнять ее нулю, то после ■преобразований можно получить уравнение шестой степени, которое в радикалах решено Сыть не может. Здесь возможен итерационный процесс, но из-за того, что область существования действительных решений не определена, всякий раз возникает опасность избрать неверный путь решения. Как показали выполненные исследования, ,наиболее рациональным методом анализа при проведении расчетов по точной формуле для объемов работ является использование на начальных его этапах приближенной формулы (2). Оценивая погрешности в определении объемов работ, а также отличия в уравнениях, получаемых в результате поирьвнизая нулю соответствующих производных, можно' существенно сузить область итераций и полностью исключить возможность использования- неверного пути поиска оптимального решения.

(13)

О

В третьей главе выполнен анализ результатов расчетов, полученных с использованием ЭВМ, приведены графики, построенные по этим данным. Рассмотрено . влияние параметров поперечного

трапецеидального сечения тир, длины участка канала 1, расхода

» "

воды 0, высоты выступов шёроховатости Л и уклона' местности 1м на 1 _ величину оптимального У"лона дна канала 10ПТ..

Составлена программа для ЭВМ в системе ТигЬо-Разка1-6, пользуясь которой, можно , получить зависимость величины объемов земляных работ от значений уклонов дна канала. По результатам

расчетов были 'построены графики зависимостей V-/(1) и Упр.»ф (У) для

различных значений О, 1, и, 0, Л и 1«. Из анализа этих графиков били сделаны выводы относительно„влияния этих параметров на величину оптимального уклона и характер зависимости У-/(1).

Было замечено также, что чем больше заложение откоса т, тем больше объем земляных работ при прочих равных условиях. Это справедливо для любых значений расхода 0 и уклона местности Кроме того, для каждого значения заложения откоса т било найдено такое значение относительной ширины пояну р, при котором объем земляных работ по выемке грунта будет минимальным, оно оказалось близким к гидравлически наивыгоднейшему. Выло установлено, что при прочих равных условиях чем больше диаметр частиц несвязного зернистого материала, тем больше минимумы приведенных и фактических объемов работ. Это объясняется тем, что с увеличением размеров частиц увеличивается сопротивление движению (при условии, что деформации русла отсутствуют), скорость течения уменьшается, а площадь живого сечения увеличивается.

Четвертая глава посвящена расчету земляного какала при условии ограничения скорости потока величиной неразмывающей, полагая, что русло канала сложено несвязным зернистым однородным материалом. В настоящей работе ¿>тот вопрос рассматривался с точки зрения методики, предложенной Т.Д.Куминой и М.Х.Михалевым. Руководствуясь этой методикой, были построены графихи зависимости уклона, отвечающего началу трогания частиц 1о , от гидравлического радиуса Ио для различных диаметров частиц несвязного зернистого материала,

соответствующих различным областям: ■ квадратичного сопротивления, переходной и гидравлически гладкого- дна. Величина уклона 1о определялась из следующей формулы;

• „д.

'•"Т^шГ ' ' ' (И)

где р и р1-плотности воды и материала частиц) сЬсредний диаметр частиц материала, слагающего русло канала; В.0-гидравлический радиус; ЯЛ* -критерий Ричардсона, определяемый из формул для каждой из трех областей сопротивления. Как видно, величина 1о зависит от гидравличэского радиуса Яо, который пока не известен, так как речь идет о канале, где скорость течения и будет равна неразмызающей ио Естественно, что и а этих условиях канал должен пропускать заданный расход 0. Учитывая это обстоятельство имеем:

<}«<Э4-ив . (15)

Здесь »о - плогаадь живого сечения канала; соответствующая неразмываюией скорости течения.' Используя формулы трапецеидального сечения, получили:

р + ш

Нераз>яг»аацую скорость определяем из формулы

,-aR,', где —stt—„ (16)

(17)

я которой U»o- динамическая скорость потока, отвечавшая началу

трогакия частиц зернистого несвязного материала, определяемая отдельно для каждой области сопротивления, так же, как и соответствуете« значение коэффициента гидравлического трения Величина гидравлического радиуса R<¡ находится следующим образом.

Подставляя с учетом области сопротивления значения и«о и Хо в зависимость (15), в каждом случав будем получать трансцендентное уравнение относительно гидравлического радиуса Ro, тах что найти его можно только методом последовательного приближения, задаваясь вначале какой-то произвольной величиной. В случае гидравлически гладкого дна ме?од итераций приходится использовать дважды, так

как, при заданном Ио необходим также поиск >-о методом итераций. Определив величину Ко , можно найти значение 1о из зависимости (14) .

В работе ■ производилось сравнивание оптимального уклона, дна канала 1опт» соответствующего миним^т^у объемов земляных работ, с

уклоном 2.о., отвечающим скорости начала трогайся частиц зернистого несвязного материала, в котором проходит трасса .канала. Иными словами, обсуждалас^ь возможность создания в техническом смысле оптимального решения при ограничении скорости течения 'воды в канале величиной неразмывающей для частиц, слагающих ложе канала. Рассматривались каналы трапецеидального поперечного сечения при заданных расходах воды и крупности частиц грунта. Бьшо обнаружено следующее. В относительно малых каналах (с малыми величинами гидравлических радиусов) уклон, соответствующий неразмывающей скорости', .больше оптимального уклона дна, при котором объем

земляных работ получается минимальным: ío•>íoпт• Таким образом, выбирая оптимальное техническое решение, проектировщик тем самым обеспечивает в канале скорость течения, которая будет меньше неразмывающей для частиц грунта, находящегося в нем.

Совершенно иная ситуация складывается в большем канале (со сравнительно большой величиной гидравлического радиуса), когда уклон, соответствующий неразмывающей скорости,. получается меньше

оптимального: з.о<1опт- в этом ' случае, 'выбирая оптимальное

техническое- решение,' проектировщик создает такой канал, ложе которого будет подвергаться деформациям размыва, так что с течением времени такой канал может■превратиться в блуждающую реку. В диссертации рассматривается один из простейших способов защиты такого канала от размывов": создание в нем защитного слоя из грунта, размеры частиц которого больше,' чем в грунте, слагающем ложе канала. Разработана методика, позволяющая определить .крупность частиц грунса защитного слоя и его толщину, а также найти оптимальное техническое решение для канала, смоченная поверхность которого имеет защитное покрытие.

По работе можно слелать следующие выводы. 1.Впервые 'доказано, что земляные каналы, смоченная поперхность которых но имеет <>ких-лиОо защитник покрытий, имеют оптчмачьныч

размеры. Оптимальное техническое решение может быть найдено при сочетании гидравлического расчета • такого канала на пропуск расчетного .расхода в условиях равномерного режима с определением объемов земляных работ, необходимых для создания.канала.

2.В качестве параметра оптимизации принят уклон дна канала; изменяя его и для каждого значения выполняя гидравлические расчеты по условиям равномерного режима течения воды в канале, можно найти оптимальный уклон дна, которому соответствует минимальный объем выемки земли.

3.Доказано, что наиболее рациональным является такой путь поиска оптимального технического решения, в процессе реализации которого определяется вспомогательная безразмерная функция приведенных объемов выемки. Переход к реальным объемам осуществляется с использованием зависимостей* равномерного режима движения воды в канале и формул для определения параметров трапецеидального поперечного сечения.

4. При сравнительно малых прямых уклонах местности $ 10~4) кривая зависимости объемов грунта, которые нужно Еынуть для создания канала, ' от уклона дна канала имеет четко выраженный экстремум. При- больших • уклонах местности минимуму объемов земли соответствует канал, уклоь дна которого равен уклону местности; ■при этом возможны ' ограничения в расчетах, обусловленные возникновением бурного режима движения воды в канале, который -в рамках данной работы не рассматривался.

5.При сравнительно малых обратных уклонах местности (1Ы й-10"5)

кривая зависимости объемов грунта от уклона дна канала также имеет четко выраженный экстремум. Однако, при больших по абсолютному значению уклонах местности, минимуму объемов земляных работ может соответствовать канал с обратным уклоном дна. Следовательно, режим течения в нем будет неравномерным, а он в рамках диссертации не рассматривался. В этих условиях в качестве, оптимального следует принять такое техническое решение, при котором в канале с прямым уклоном дна и равномерном режиме обеспечивается решение' какой-то определенной задачи (например, создание такой скорости течения, ■ при которой взвешенные наносы осаждаться, в канале не будут,и т.п.)

6. Было исследовано влияние на выбор оптимального технического

»16

решения ограничения скорости течения воды в канале величиной нераэмываюшей для частиц несвязного зернистого грунта, в котором проходит трасса канала. Доказано, что в малых каналах (р малыми величинами гидравлического радиуса), размеры которых соответствуют параметрам канала оптимального технического решения, скорость течения не превышает -неразмивающую.. Наоборот, « больших каналах (с большими величинами гидравлического радиуса), размеры которых также соответствуют параметрам канала оптимального технического решения, скорость течения больше неразмывающей. В диссертации ' рассмотрена методика расчета защитного слоя в таком канале для предотвращения его деформаций и поиска оптимального технического решения в этом случае. '

Диссертация посвящена поиску оптимального технического решения для земляных каналов; в дальнейшем необходимо увязать различные технические решения, возможность которых была доказана в процессе выполнения работы, с их экономической оценкой. Кроме того, необходим поиск других технических решений для больших каналов,- смоченная поверхность которых требует зашиты от размывов (например, бетонное покрытие, различные способы крепления только береговых откосов и т.п.).

Публикации по теме диссертации.

1. Оптимальный уклон дна магистральных каналов мелиоративных. систем. // Экологические проблемы рационального использования и охраны водных ресурсов. Вологда, 1994 г.

2. К вопросу об оптимальном уклоне дна магистральных 'необлицованных каналов. // 20 лет Вологодскому политехническому • институту. Вологда, 1995 г.

Г). Оптимальный уклон дна магистральных каналов мелиоративных систем.»// Инновационные наукоемкие технологии для России. Санкт-Петербург, 1935 г.

А. Оптимизация параметров устойчивых мелиоративных каналов в несвязных грунтах. // Красноярск. В сборнике трудов КИСИ, Апрель 1997 г. (сдано в печать).