автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Пропускная способность русел с поймами

Государственный Комитет Российской Федерации по высшему образовании

РГ6 од

V ь ^гр ^

Российский Университет Друкбы Народов

Нз праяах рукописи

САИД МИ МОХАМЗД ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ РУСЕЯ С ПОЙМАМИ

>.23.16 - гидравлика и инженерная гидрология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва- 1994

Работа выполнена на кафедре гидравлики и гидротехнических сооружений Российского Университета Дружбы Народов

Научный руководитель- -

доктор технических наук, профессор Е.К.Рабкова Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Д.З.Штеренлихт, кандидат технических наук, ст.науч.ст. Н.Г.Зубкова.

Ведущая организация - Институт водных проблем РАН Защита диссертации состоится

апреля 1994 г. в /у^7 час на заседании диссертационного совета К 053.22.21 в Российском Университете Дружбы Народов по адресу: 117302, ГСП-1, Москва, ул.Орджоникидзе, 3. •

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиетеке Российского Университета Дружбы Народов по адресу: 117198, ¿¿оскза, ул. ¡¿иклухо-Маклая, д. б.

е>г£>-

Автороферат разослан " И " апреля 1994 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук,

доцент В.К.Румянцев

ОВЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТН

Постановка вопроса и актуальность исследований. Вопрос гидрав-еского расчета сложных русел (рек с поймами) имеет большое научи практическое значение.

Основной задачей гидравлического расчета таких русел-.является еделение пропускной способности при затоплении поймы паводковы-водами. различной обеспеченности в естественных условиях затопил поймы и при ее обваловании. Научные исследования з этой об-ти достаточно широко проводятся уже несколько десятилетий разными научными организациями и. отдельными учеными. Особенно боль-интерес к этой проблеме проявляют исследователи из Японии, США, ады, подтверждением чего является значительный объем за рубежом ликаций по этой теме за последние десять лет. Интерес к этой блеме обуславливается тем, что до сих пор ученые не определили ретические и практические подходы к оценке пропускной способнос-сложных русел и не представили достаточно обоснованные расчетные исимости для определения величины расхода (пропускной способнос-при затоплении поймы с достаточной для практики точностью. Од-о решение этой проблемы стоит достаточно остро з связи с болыпи-экономическими и социальными потерями при затоплении пойм и необ-имости оценки степени возможного обвалования пойменных участков, ругой стороны, часто повторяющееся затопление пойм равнинных рек, яющееся во многих странах Африки и Азии единственными участками мокного дальнейшего развития ороиаомчго земледелия, тормозится в еделенной мере отсутствием решения данной проблемы. Б этом аспекте проблема затопления пойм равнинных рек особенно на для развития орошаемого земледелия в Эфиопии, где наиболее спективным районом является равнина Гамбела, расположенная на -западной части страны, богатая водными источника!®; между тем при 2% обеспеченности осадков территория равнины, площадью У720 затапливается сроком от 3-х до 4-х месяцев. Для возможности ис-ьзования равнинных площадей при сельскохозяйственном освоении раз-отан проект, одной из составной частью которого является иннсенер-: защита от затопления путам обвалоЕания пойм территории частич-о затопления, площадью 1930 км^. Решение этой части проекта тре-? научных исследований в области оценки пропускной способности

русел с поймами с достаточной для имженернвх расчетов точностью.

Поэтому тема диссертационной работы об оценке пропускной способности сложных русел, в различных конкретных условиях протекания потока, является актуальной научной задачей к имеет большое практк ческое значение.

Цель работы. Целью диссертационной работы является:

1. Изучение современных методов по оценке пропускной способности сложных русел (русел с поймами).

2. Оценка степени достоверности существующих методов расчета пропускной спосоОности сложных русел с измеренными расходами ири затоплении поймы.

3. Исследование факторов, определяющих фактическую проггускнук способность русел с поймой.

4. Разработка рекомендаций по расчету пропускной способности сложных русел в зависимости от определяющих факторов и степени сте нения поймы ограждающими сооружениями.

Основные задачи:

а) По данным экспериментальных исследований, представленных £ современной научной литературе, выполнить расчеты пропускной спосс ности сложных русел различными предложенными в настоящее время методами.

о) Используя данные этих экспериментов,сравнить расчетные зна чения расходов с измеренными в опытах и оценить степень их достозе ности для возможности использования на практике.

в) Заполнить анализ результатов сопоставления для выявления основных факторов, определяющих действительную величину пропускной способности русел с поймами.

г) Провести экспериментальные исследования по изучению кинема тики потока и определению пропускной способности сложных русел в е еисимости от различных факторов.

д) На основе выполненных автором экспериментальных исследований с привлечением данных литературных источников, разработать зависимости для определения пропускной способности слоетых русел пр* различных условиях затопления поймы.

Научная новизна работы. В диссертации впервые проведены обоС щаащие исследования по опенке пропускной способности сложных; pyce^

зличными методами, рассматриваемые з настоящее зремя :ледователями. Для этой цели были использованы обширные экспери--¡тальные данные, имеющиеся в мировой современной литературе, и ■шые выполненных исследований. Б результате были получены новые «змендации в виде аналитических зависимостей по определении про-зкной способности сложных русел в зависимости от значений опреде-эщих факторов.

Достоверность основных результатов исследований и расчетных зисимостей обуславливается значительным объемом эксперименталь-с данных автора (приведено 85 опытов с измерением факторов, прив-1енных к анализу и определяющих пропускную способность), а также «ых экспериментов И.П.Спицына ЦГМИ), Ле Ван Киена £МРЙИ), \Уормлешина (Лондонского Университета), Д.Найта (Бирмингемского 1верситета). Достоверность также подтверждается использованием зременной измерительной аппаратуры.и. высокой точностью полученных зисимостей (+ 0%)•

Практическая ценность работы и результатов исследований зак-гается в том, что используя полученные зависимости при выполнении фавлических расчетов можно с достаточно высокой достоверностью измеренной отметке горизонта зоды и поперечного сечения слояно-русла определить пропускную способность, а также оценить измене-[ в отметках горизонтов воды при обваловании пойменных., участков 'аким образом определить необходимую высоту дамб .обвалования.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладыва-:ь на ХХУП, ХХУШ и XXIX конференциях лрофессорско-преподава-ъского состава инженерного факультета РУДН (Москва 1991, 1992 и 3 г.г.).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, лючения и списка использованной литературы, насчитывающего 94 менования, из которых 19 - иностранные авторы.

Работа изложена на М- страницах машинописного текста, а том ле 18 таблиц и 50 рисунков. 3 конце диссертации имеется при-ение на -у. страницах, в котором представлены подробные харак-истики опытных данных, заимствованные из литературных источников.

3

СОДЕККАШЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш диссертации, ее новная цель и задачи исследования, изложена научная новизна и п тическая ценность работы, дана информация об объеме работы.

3 первой главе представлен обзор и анализ современного по хода к условиям движения потока в главном русле и при выходе по на пойму с точки зрения изучения кинематической структуры поток к оценке пропускной способности сложного русла (русел с поймами различных ширинах поймы и глубины ее затопления.

Рассмотрены научные исследования, экспериментальные и теор ческие работы Г.В.Железнякова, С.И.Агасиева, А.Ш.Барекяна, И.Л. цына, Де Зан Киена, В.И.Гончарова, Н.Б.Барышникова и Г.В.Иваноа Н.А.Ржаницына, А.И.Бутакова, Ле Ххань Зй, Ю.Н.Соколова, с.Зллио и Р.Селина и др.

Большинство исследований были посвящены изучению процесса модействия потоков главного русла к поймы, в целях выяснения фэ ровг влияющих на этот процесс. Приоритет в этом отношении прина лежит Г.Б.Железнякову (1947 г.), который процесс взаимодействия потоков, приводящий к перестройке поля скоростей в потоке на у^ ке вблизи оровки, обозначил как "кинематический эффект", привох щий к уменьшению пропускной способности главного русла и убыст^ нив движения пойменного потока. Идея перестройки кинематики пот при затоплении поймы была подтверждена многочисленными исследог ниями С.М.Агасиева, А.Ш.Барекяна, Й.П.Спицына, Барышникова, ГЛ нова, Ле Тхань Эй и др.

Дальнейшие исследования показали, что взаимодействие русле и пойменного потоков является основным фактором, определяющим « ростную структуру сложных русел и их пропускную способность. 0; ременно экспериментально и по данным натурных исследований был< казано, что процесс взаимодействия происходит по разному в зав! мости от типов рек и пойм, определяющих разную форму русла и р; личное взаимное расположение динамических осей потоков главногс ла и поймы. Кроме того, перестройка скоростной структуры поток* оказалась непосредственно зависящей от относительной ширины по; Ъ/6 , относительной глубины потока на пойме Пп/ Н и относит1 ной шероховатости поймы Пп /Пр. Поскольку скорость потока я; ется основной для определения расходов вода через данное попер сечение сложного русла, то и оценка пропускной способности так; 4

зисит от перечисленных выше факторов.

Анализируя имеющиеся в литературе материал по данной лробле-, автор пришел к выводу, что решить эту задачу в целом, теоре-лест с учетом всего многообразия факторов является пока далекой рспективой. Поэтому настоящее исследование было ограничено рас-этрениеы сложных русел равнинных рек на участках, где совпадают шмческие оси потоков главного русла и поймы. Этот подход оп-вдан тем, что реки равнины Гамбела характеризуются как слабо-*ндрирующие реки с прямолинейными участками.

Задачу о ,енки кинематических характеристик в сложном русле при гоплэнш пойми и пропускной способности в настоящее время необхо-iäo решать эмпирическим путем, используя имеющийся по данной пробке в мировой научной литературе экспериментальный материал, а ose на основе собственных опытов на модели сложного русла в 5о-з широком диапазоне изменения факторов, влияющих на о .енку про-зкной способности.

Зо второй главе подробно рассматриваются изложенные в мировой /чной литературе подходы и методы для о_.енки пропускной способен сложных русел.

Все разработанные в настоящее время методы расчета основаны на пользовании формулы кези и объединены нами в 6 групп; в каядую /пцу отнесены методы с одинаковой теоретической предпосылкой в знке отдельных параметров, входящих в Формулу йези.

Рассмотрены и проанализированы' следующие предложения для оцен-пропускной способности: сложное русло как единое целое с исполь-занием приведенного коэффициента шероховатости; метод отсеков ,Н.Павловский, 4.Ji.ih, Д.Обертон, Дональд Лайт, И.Р.Уормлешин и ,); метод с поправочными коэффициентами в Формуле йези (Г.З.Же-зняков, ле <эан Киен); метод, основанный на оценке касательных зряаений (П.Прайонс, Р.Д.Тоунсенд, И.Р.Уормлешин, Д.Дж.лэрретт); сод, разработанный по данным натурных наблюдений (Л.Б.Барышников,

Галактионов); метод о.,енкя пропускной способности, основанный теоретических предпосылках (Д.¿.Скородумов, Б.Г.Саликов, Л.^.Ка-:ев).

Большинство методов рассматривают решение пропускной способнос-русел с поймами только для прямолинейных рек с поймами, что, в цем, соответствует условиям равнины Гамбела. Однако, даже для coro наиболее простого типа рек не получена достоверная зависнуть .для расчета пропускной способности сложного русла, что ил-

5

люстрируется графиками на рис. I и 2. Как видно из результатов сопоставления расчетов по методам отсеков ( рис. I) и с использованием поправочных коэффициентов отклонения расчетных значений расхода в сложном русле от измеренных составляет от 60-5-4СД до 20*10$ е зависимости от характеристик сложного русла и относительной глубины на пойме. Использование метода касательных напряжений не дало положительного результата (ошибка в 40$), так как он был получе; по данным обработки ограниченных опытных; данных, ¿¿е^ду тем, все кс следователи отмечают, что основным .{¡актором, определяющим достовер кую оценку пропускной способности, является процесс взаимодействи. между русловым и пойменным потоками.

Этот про чесс совершается под воздействием турбулентного режима движения, характеризующегося бесконечным перемещением частиц поток, по поперечному сечению, которое наиболее активно проявляется а дло костях с различными значениями местных скоростей, что имеет место при выходе руслового потока на пойму.

3 силу изложенного в исследовании было принято исходить из ра смотрения потока в сложном русле, как единого (целого) потока, в котором совершается процесс перераспределения скоростей по ширине русла, охватывающий все поперечное сечение и поэтому правомерно ис пользовать одно общее уравнение движения для всего штока, в котором кинематическая структура формирует пропускную способность всего русла е целом. При оценке пропускной способности необходимо использовать приведенный коэффициент шероховатости, учитывающий различие в сопротивлении движению в главном русле и на пойме.

3 третьей главе представлены описание опытной установки, использованной измерительной аппаратуры, изложены данные экспериментальных исследований автора по распределению местных осредненных скоростей и общей пропускной способности сложного русла.

Исследования проводились в русловом лотке гидравлической лабор тории Р/ДН, общей длиной 22 м, шириной 1,4 м и высотой стенок 0,45 3 пределах руслового лотка опытные участки русла с поймой имели дл ну 9,0 м, при этом, главное русло, шириной по дну Ю см и 38,5 см, глубиной до бровки поймы 10 и 10,5 см, принималось прямоугольной и трапецеидальной *юрм (схемы опытных русел с поймой показаны на рис. 3).

Опыты проводились при относительной полной ширине поймы сложного русла ( В /Ь ) равной 1,97, 2, 3,5 и 3,63. Для отражения реальной природы шероховатости поймы по отношению к русловой части

б

пойме создавалась искусственная шероховатость с помощью деревян-х вертикальных прутьев или с помощью цементных пирамидок, кото-е создавали относительную шероховатость поймы Пп /Ир от 1,0 до 58. Предельные уклоны русла и поймы в опытах принимались 0,000285 0,001; общее количество проведенных опытов - 85; для изучения ско-стной структуры штока сложного русла при каждом опыте в среднем эроеть измерялась в 40-ка точках.

При проведении оштоз-изучался характер и особенности кинемати-ско2 структуры потока а слоянсм русле, возникающей в результате аимодействия руслового и пойменного потоков, влияние различных кторов на процесс взаимодействия, количественные оценки влияния аимодействия на величину средней скорости вссго потока сложного зла и его пропускную способность в зависимости от гидравлических геометрических параметров главного русла и поймы.

^ результате выполненных исследований было установлено, что при 5ных относительных глубинах и ширинах пойменного русла увеличение -юсительной шероховатости поймы в общих чертах не влияет на законность распределения местных скоростей на данной вертикали, все эры как для главного русла, так и дня поймы имеют достаточно зы-зненньгй характер гю глубине потока, при этом не наблюдалось рез-с скачков в значениях скоростей (в форме эпюры) для вертикалей границе главного русла и поймы. Дальнейшее рассмотрение эпюр здних скоростей на вертикалях по ширине сложного русла показало, :> при увеличении относительной шероховатости поймы {Пп/Яр ) и юсительной ширины ( & // ) значения средних скоростей потока з главном русле и на пойме соответственно уменьшались, хотя при зличении относительной шероховатости, коэффициент шероховатости £а главного русла {Пр ) оставался неизменным (увеличивалась шеро-затость поймы); это наглядно иллюстрируется графикаш на рис.4а,б. сличение относительной глубины сказывалось в том, что яри этом шыиалась разница средних скоростей на пойме и в главном русле рис. 4 в).

Ло результатам расчета пропускной способности опытных русел с !мами ( Орасг рассчитывался по метолу единого целого потока), бн-отмечено, что относительный расход Ррас /0изм всегда окапывался !ьше единицы, при этом, разница в расходах уменьшалась при уведении относительной глубины ( Ип /И ), относительных ширинах > /$ ) и шероховатости поймы { / Пр ), что видно из графиков рис. 5а, б. 7

Результаты экспериментов и выполненные расчеты пропускной способности по метолу, принятому автором (поток сложного русла - как единый поток) с использованием опытных данных, показали научную обоснованность и практическую эффективность использования данного метода для расчета пропускной способности русел с поймами, поскольку при всех вариантах изменения определяющих процесс Факторов получены единообразные графические зависимости, отражающие всегда в сторону занижения значения расчетных расходов Qpac , причем, закономерность изменения соотношения расчетных расходов с измеренными (ii -Qpoc /Qu3d оказалась в значительно меньших пределах, чем расчеты по другим методам, представленные во 2-ой главе.

3 четвертой главе на основе обработки результатов наших опытов а также опытных данных других исследователей различных институтов (они указаны выше) были определены для всех опытов поправочные коэф фи..иенты 1ч к формуле ьези для расчета прощенной способности русел с поймами.

поскольку пропускная способность, рассчитанная с использованием формулы шези как для единого потока, оказалась всегда меньше (К < чем измеренная, то фактическая пропускная способность

может быть определена по зависимости:

J зависимости (I) к определяется обычным путем - делением полного поперечного сечения русла на смоченный периметр всего сложного русла У ; Ппр - приведенный коэффициент шероховатости, определялся по формуле И.Д.Денисенко, рекомендованный З.Я.Рогуновкчем по результатам исследований для простых русел с различной шероховатостью откосов:

/_ /

yms тщ5 y*0,s

n„r ( -, ( 2 )

Яри обработке опытных данных выяснилось, что поправочный коэффициент К к формуле Ыези для сложных русел с однородной шероховатостью главного русла и пойма зависит только от двух параметров: hn ¡Ц и $ ; поэтому для таких русел (с tin /Пр = I) поправочный коэффициент к формуле ¿зги был обозначен через К .

счетные значения К для русел с поймами при Пп /Пр = I позлили их количественные изменения выразить через некоторую степен-ю -функцию (в .диссертационной работа дано подробное изложение зто-вопроса):

К0 = А (Н„ /Н , ( 3 )

которой значения А и ^ были определены по данным опытов и >едставлены в таблице I. пак видно, параметр А з зависимости от косктельной ширины б вообще изменяется незначительно, поэ-

му практически его можно принять постоянным, разным ~ 1,03; по-латель степени vвeличивaeтcя от 0,08 при В /в = 1,0 до 0,125

И ЫЬ = ь.

Учет влияния относительной шероховатости поймы ( Пп(Лр>1 ) коэффициент К рассматривался с использованием наших опытных иных, а также данных Л1е Зин Киена и Й.й.Спицина и отражен гранами на рис. б. Анализируя эти графики было установлено, что ин-нсивность уменьшения относительных расходов в сложном русле (т.е. :еньшения К ) при увеличении относительной шероховатости зависит от убины на пойме, т.е. от /ь, /И и от относительной ширины пой-д /6 • Данные, представленные на рис. Ь показали, что сниже-е поправочного коэффициента К в зависимости от перечисленных ха-ктеристик сложного русла происходит по линейному закону, а собст-нно интенсивность снижения ( обозначена параметром т ) значений эффициента К, представляющая собой тангенс угла наклона линий менения К при равных А?/// относительно оси Пп/Пр , практи-ски одинакова (см. рис. 6). Полученные выводы позволили записать рмулу для определения поправочного коэффициента К к формуле П1е-в виде:

к = к0 - т С Пп /пр - 1 ) ( 4 )

рис. 7 представлен график изменения значений щ = ф/'» который называет, что параметр интенсивности снижения т зависит от от-сительной глубины поймы. Расчеты по программируемому калькулятору 52 дали следующее выражение для оценки параметра интенсивности ижения:

-ч^С/Гп/И)

о,зз-е ( ь )

Тогда в окончательном виде значение поправочного коэффициента к формуле ¿¡¡ези для определения пропускной способности русел с

поймами (сложных русел) определяется по Формуле:

к = а (h* / И ) - J,3ae (По!tip - i) ( б )

Проверка полученной формулы, рекомендуемой для практических ' расчетов по 257-ми данным,показала относительную ошибку в определении истинней пропускной способности Ц по формуле (I) в пределах %Q%-

3 диссертационной работе приведены примеры расчета с использо занием полученных зависимостей для определения пропускной способности русла с поймой в бытовых условиях и при обваловании.

Основные выводы по результатам исследования.

На основе широкого анализа литературных данных о кинематическ-кой структуре штока в руслах с поймами (сложные русла) и оценке их пропускной способности, а также используя результаты непосредственно выполненных экспериментальных исследований на моделях русел с поймами, можно сформулировать следующие основные выводы.

1. Ззаидюдекствие руслового и пойменного потокоз является основным фактором, определяющим скоростную структуру потока в руслах с поймами и их пропускную способность. Отмечается, чтс скоростная структура потоков в главном русле и на пойме перестраивается при затоплении поймы в зависимости от относительной ширины (В/6 ) и относительной глубины и шероховатости {Ип /hp ) поймы. Приоритет

в этом вопросе принадлежит Г.З.Яелезнякову и был подтвержден многими исследователями.

2. Изучение научной литературы показало, что в настоящее время рассматривается достаточно много методов*расчета пропускной способности русел с поймами; все они основаны на использовании Формулы ¡¡1еэи, но отличаются э подходах к оценке отдельных параметров Формулы ¡Иези и, главное, в различном фрагментальком подходе в определении общей продускной способности. Однако, не оспаривая постулата о взаимодействии руслового и пойменного потоков, при разработке методов авторы отошли от этого постулата, поскольку вопрос о влиянии перераспределения скоростей по поперечному сечению всего русла, что определяет е;'о пропускную способность, в методах не рассматривается и не учитывается.

3. Расчеты автора пропускной способности русел с поймами методами, представленными в литературе, с использованием опытных данных из литературных источников, показали, что все они не дают дос-10

тозерной оценки пропускной способности сложных русел, причем, отклонения от измеренных расходов в зависимости от значений В /6 к

Нп/// составляют в 1,6 раза, при этом, в основном, дают завышение расчетных значений пропускной способности русел с поймами по сравнению с измеренными для аналогичных условий, что не согласуется с общепринятым представлением об условиях формирования пропускной способности в руслах с поймами.

4. Развивая постулат о взаимодействии руслового и пойменного потоков, обуславливающее тесную связь этого явления с формированием кинематической структуры всего потока, в настоящем исследовании в решении задачи пропускной способности русел с поймами был принят метод расчета как для единого . ,елого потока, .для которого правомерно использовать одно общее уравнение движения потока при оценке пропускной способности; для учета разных коэффициентов шероховатости русла и поймы в результата выполненного специального анализа принято использование приведенного коэффициента серохозатости по формуле Л.Д.Денисенко.

5. ¿¿жолненные экспериментальные исследования по изучению кинематики потока лук затоплении поймы показали, что процесс взаимодействия между потоками главного русла к поймы не ограничивается

( в противоположность мнению многих исследователей) узкой зоной потока, примыкающей непосредственно вдоль бровки поймы, а является более глубоким, затрагивающим в силу турбулентности движения потока, практически почти все живое сечение русла с поймой, чем обуславливает определенное выравнивание местных скоростей по поперечном;' сечению потока и определяет его прог^ускну» способность,

6. Данные опытов по оценке пропускной способности подтвердили, что метод расчета по схеме единого потока наиболее гидравлически обоснован, так как при всех вариантах изменения определяющих процесс Факторов { Ь [Ь , Ьп /Н > Пп /Яр ) получено единообразное изменение отношения Црас/С?шм ® небольших пределах 0,83.. .0,95 и всегда в сторону занижения расчетного расхода по Шепи, что определяется увеличением периметра трения при затоплении поймы в оценке гидравлических сопротивлений, учитываемых в формуле ^ези коэффициентом С, что в реальных условиях вероятно не столь значительно, г.роме того, увеличение пропускной способности русла с поймой, по сравнению с расчетной с использованием формулы ij.es«, именно объясняется воздействием потока главного русла на пойменный поток за счет передачи ему части своей кинетической энергии, что было подтверждено выполненными экспериментами по кинематике потока. тТ

7. ,Цдя определения реальной пропускной способности русел с поймами с использованием *орцулы ¿иези как для единого потока з русле

с приведенной шероховатостью, был исиольэоьан поправочный коэффициент к Формуле кези, выражающий отношение расчетного расхода по 1ези к реальному, измеренному, т.е. К - (^рзс/Оиън •

Выло обработано 257 данных опытных измерений с использованием которых определены значения и а зависимости от гидравлических и геометрических условий протекания потока по руслу с пойма!«; эти ус -ловия Ьормируются относительной шириной поймы - /3 /6 , относительной глубиной потока на пойме Нп /У и относительной шероховатостью поймы Пп / Пр

8. 3 результате анализа и обобщения полученных значений

К -{ 1 В [ь , ¡1п1Н-> Ял /Пр ) получены расчетные зависимости ( 3, 4, о и о), с использованием которых может быть определена пропускная способность русел с односторонней и двухсторонними поймами в зависимости от ширины поймы, ее шероховатости и глубины затопления. С использованием этих зависимостей могут быть также определены гидравлические условия при обваловании поймы ка заданную ширину.

9. Проверочные расчеты точности оценки пропускной способности и достоверность полученных результатов показали погрешность в пределах + 8$.

10. Использование, представленных в работе расчетных зависимостей, допустимо при В /8 > 1,0 и Ьп /У 0, т.е. для условий, когда имеет место процесс взаимодействия мевду потоками главного рус ла и поймы.

II. Проблема оценки пропускной способности русел с поймами является одной из сложнейших и еще далеко нерешенной задачей, поэтому исследования в этой области должны быть продолжены.

п Лзиныг и;и■ Си.Г.,*--* .9)

▲ Дгякьи Прл.-'сс-д и лр (п.

х (7....-,.-Зет)

0 1 с,!;. 02С 0 25

.'-•¿5 5 -ч __!з

- -

-?.о

а)

Л о метолу \7сГ

А')

"О

По методу "V'

- >С - , 1Л0 н

---Г,о не

Рис. Г. Сопоставления расчетных расходов с измеренными по методу отсеков.

--- 11-1 М1-М К.»ген,' I..'

.¡., !|;'!':кч ! |' (п./и,,--. ' '

о и р 1!1„/:у-2. Ь,."Л! 5слО

У ' I ]'1". .1 !■ .1-.1 < !>,/и.,"— 1 М-.- 20

СЗ Ми-^.;. I и !!

Рис. 2. Сопоставления расчетных расходов по методам Карасева и ле Лан Киена.

а)

В/Ь = 3,5; /Н = 0,27

13 12 II 10 9 8 7

ï h Ъ

ие> см/с

sa

40 30 20 ID

о

б) Лп/rtp = 1,73; /Н = 0,24

И 13 12 II 10 9

з) В/Ь =3,5;

7 6 5 ^

Пп/Пр

s

50 НО 30 20 10 О

ео

50

Зо 20 10 • о

M 13 12 И ш 9 8 7 Б 3 4 3 2 '

Рис. 4. Эпюры распределения средних скоростей на вертикалях по ширине сложного русла, а) а зависимости от относительной шероховатое ТИ • — Л„ /hp = /.5"S •> х--п„/пР = 2.16» ; ®--Пп/ПР = 2,35 б) в зависимости от относительней ширины помы « -- в/ь = 35

®—е/Ь-Z-Û в) в зависимости от относительной глубины потока f ппйме •-- hn/H =0.33 ; Л - hn/H =С,24 ; hn/H - ОЛ8 14

?'ис. 3. Поперечные сечения опытных слоеных русел od 5: ч/г iv3 ал с. 5

%

0.7

—гг

а)

Vi оз 04- 0.S

(Л

.X

/ ж

У)

.ыт

(1.-./Н

К

Рис. 5. ¡фивые связи изменения относительных расходов (öpae /Диз*) в зависимости от относительной глубины потока на пойме и шероховатости. „

а) при B/h =2; б) б/Ь =3,5

Обозначения: »--/Wfip = l; Х-~Пп/Пр-1лб ; © — Пп/пр- t.S'i

1.1;

г Д.-

0-У №

0«

07

-----Ё,

-------а

в

' —

0»/я 1 -

1

0-5 в

0-3 0

0-« в 1

а-5 & 1

10 1.0

______

09 Ко — —.

ОВ .

0-7 Гь/н! Ьлз [

08 0-5 125111 ¡аз».: й

2.!)

- -в-------.51 --»—

-------.э " в—а--

5Ь'п„ -пр

1-0 0-9 06 07 0«

05 К

!.0

1.5

М!

а-----

э-----.

Ьп!н 1

•

0-2 в

Г№ С

оч а

Рис. 6.

Зависимость "К" от относительной шероховатости Лп/Пр и относительной глубины Ьп/Л

. к

\

ТГ:- СиЬсв

'V

УС О'ДЗИЛЧЕпИЯ ¡В/о

3.5. 5 'Ь ; -<

и

Рис. 7. Т6

ОС У. 82 СМ С; Э5

Кривая связи "тп " пт Ьп / п.

-Ип/Н

SAID АЫ MOHAMMED (ETHIOPIA)

Discharge capability of channels with flood plains.

A method, of calculation was developed from observing the ow carrent of channels with flood plains as a single Г1ои on a basis of a wide analysis of literature data on Kinetic ructure of the flow in a channel with flood plains (compound annel) and evaluation of their discharge capabilities, and so using the results of direct experimental studies on models channels with flood plains and also аз a result of the alysis which exist on the literature approach to the aluation of discharge capability.

The studies have shown that the Interaction process tween the flow of the main channel and the flow of flood ain is not confined to a narrow current zone at the bank of e main channel, but is a deeply involving process with effect the turbulent movement of almost all the cross-section.

Correction factors to the chezy-Eaiming's formula were und as a result of studies, considering the peculiarity of e cross-section of a compound channel. The use of correction ctors is recommended for calculating the discharge capability a channel with flood plains with an accuracy of ±8% or the asured discharge.

Çi/t. Зак. ¡35 Объем ^V- 1'ираж iPÛ

Типография Еулд.Ордаоникидзеу.З