$ 4. НЕКОТОРЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ. ФОРМИРОВАНИЯ РУСЛА КАНАЛОВ ПРИ МЕЛКОПЕСЧАНЫХ ГРУНТАХ И НАНОСАХ Обычно гидравлический расчет каналов по формулё Шезя, а также проверку на размыв и отложение наносов производят для всего его сечения в целом, оперируя со средней — скоро- стыю течения и осредненными ‘показателями, как, например, гидравлический раднус или средняя глубина. Между тем практика эксплуатации показывает, что часто в устойчивом против размыва и заиления канале интенсивно размываются дно и откосы в средней части. Наоборот, у уреза воды и по- дошвы откоса наблюдается интенсивное осаждение наносов (заиление). Это говорит о необходимости рассматривать воп- росы транзита и осаждения наносов, так же каК и размыва грувтов дна и откосов, с учетом фактического распределения (поля) скоростей по поперечному сечению русла. Простейшей схемой такого распределения, ограниченной ос- редненными по времени Значениями продольных скоростей, является сечение русла с изотахами — линиями равных скоро- стей. Очертание их в основном повторяет очертание контура смоченного периметра, хотя возможны значительные отклоне- ния, вызываемые циркуляционными течениями и другими яВ- леннями. Не рассматривая имеющиеся теоретические решения для построения изотах, отметим, что вдоль них градиент осред- ненной по времени продольной скорости равен нулю. Поэтому: на площадках, направленных вдоль потока и перпендикулярно: изотахам, касательных напряжений от сил вязкости или в ре- зультате турбулентиого обмена быть не может. Это, как_отме- чалось в главе П, использовано И. А. Бузуновым и Ю. М. Кузь- миновым для выбора направления отсчета глубин при выводе уравиения равноустойчивого откоса, Отсутствие касательных напряжений на продольных площад- ках, перпендикулярных мзотахам, приводит к выводу, что тормозящее действие контура русла должно передаваться по направлению нормалей к изотахам, т. е., как утверждает В. Н. Гончаров |14], распространяться ло кратчайшему рас- стоянию. В соответствии с этим по направленню нормалей к изота- хам должны распределяться и продольные осредненные скорости, а также их пульсационные составляющие!. Поперечные пульсационные скорости турбулентного потока считаются главной причиной взвешивания и транспортирования мелких (взвешенных) наносов. Условием взвешивания служит * По В. М. Маккавеелу, пудьсация_ распрострацяется с одннаковой ин тенсивностью во все стороны, но наиболее вероятно осредненное направ: ление можно принимать норм нзотахам. 138 ; превышение вертикальной пульсационной скорости над гидрав- лической крупностью частицы. о> й. (58) Выражение (5.8) является основой гравитационной теории дви- жения взвешенных наносов. Существует также диффузнонная теория, которая, согласно Р. Д. Косьян н С. М. Анциферову, может применяться для расчета распределения `только очень мелких наносов, удовлетворяющих условию и < 0,27 э., (5.9) где @, == // — динамическая скорость. По’ Н, Бекимбетову, максимальная гидравлическая круп- ность наносов в оросительных каналах низовий Амударьи эн — 0,56 » (5:10) Это превышает условие (5.9). Поэтому в последующем из- ложении диффузионная теория нами не используется. Отме- тим, что ранее С. Джаманкараев и Н. Бекимбетов_по наблю- дениям в отстойннках, т. ©. для режима осаждения, получили значение максимальной крупности наносов иа = 0,5 0,. Это. согласуется с теоретическим выражением для вертикальной скорости пульсации ©1 == 0,5 0,, Рыведенным В, М. Маккавее- вым из предположения, что интенсивность турбулентности оди- макова для всех направлений, Принимая, что взвешивание наносов пронсходит в основном за счет пульсационной энер- гии, ими также получено выражение в = о, (6.1) "где — коэффициент, выражающий отношение работы взве- шивания к энергии пульсации; !‘—+"‚ Обработка измерений на каналах им. Леннна, Бозъяб и Кызкеткен позволнла определить среднюю `величийу. козффи- циента / == 0,67, которая соответствует транзиту наносов при критическом режиме, допускающем лишь незначнтельное заи- ление или размыв. Поэтому выражение — м = т = 067 (5.12) можно рассматривать как критерий устойчивссти канал‹ов, пред- полагающий отсутствие заиления и`размыва. " „егурбулентвые пульсации определяются двумя параметрами: ‘еличиной скорости ©; и масштабом возмущения Л, характе- ризующим размеры области местных отклонений скорости от средних значений, Величину и == , обратную масштабу воз- 139