УДК 624.143:627.88
НАТУРНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ
СОСТАВНЫХ ЧАСТЕИ ПЕРИМЕТРА РУСЛА КАНАЛА С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗОТАХИ СКОРОСТЕЙ
Мусин Ж.А.
(Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати)
Для точного учета воды при выполнении плана водообеспечения большую роль
играет прогнозирование пропускной способности русла канала на всем его протяжении с
учетом разнородной шероховатости по смоченному периметру. Опыт эксплуатации
каналов показывает, что их пропускная способность со временем значительно изменяется,
что связано, прежде всего, с общей деформацией поперечного сечения, зарастанием или
креплением откосов при их реконструкции и естественной отмосткой дна канала. Для
оценки расчетной пропускной способности русла таких каналов необходимо знать
натурные значения коэффициента шероховатости (КШ) отдельных частей смоченного
периметра (дна и заросших или крепленых откосов). Конкретное значение коэффициента
шероховатости изменчиво, зависит от ряда факторов и поэтому не может приниматься
постоянным и единственным для всех этапов эксплуатации канала. Проектные значения
КШ, 
принятые 
по 
существующим 
таблицам 
классификации 
водотоков, 
по 
мере
эксплуатации канала будут изменяться, 
что 
вызывает отклонение 
его 
пропускной
способности от проектной. Установление фактического расхода канала дает возможность
определить приведенный КШ, учитывающий в натурных условиях КШ отдельных частей
периметра русла.
Взаимодействие потока и ложа имеет сложную картину. Приведенный КШ зависит
от формы русла, наполнения и шероховатостей ложа и стенок, под воздействием которых
создается кинематическая структура потока, формируется скоростное поле (изотаха).
Очевидно, что формирование поля скоростей водотока зависит от КШ составных частей
периметра русла. По нашему мнению, поток можно разделить на зоны, каждая из которых
примыкает к одной из заданных шероховатостей и определенным образом влияет на
другую, т.е. большая шероховатость будет воздействовать на большую площадь живого
сечения и наоборот. В результате плановое и вертикальное распределение скоростей по
сечению 
значительно 
изменяется, 
и 
создается кинематика движения, 
при 
которой
возможен - пропуск 
минимального 
расхода, 
как 
это 
показано 
в 
теоретических
исследованиях постулата о минимуме расхода или максимуме приведенного КШ [1]
По 
теории Л. 
Прандтля 
[2], 
при 
турбулентном 
перемешивании 
количество
движения массы, переносимой в потоке за счет поперечной пульсационной составляющей
скорости, остается неизменной на некотором пути /. Принимается гипотеза, что моль
жидкости проходит это расстояние, не взаимодействуя с другими молями и сохраняя
постоянным свое осредненное количество движения.
Общее касательное напряжение при турбулентном режиме движения равно:
т = т + т,, 
(1)
где т - общее касательное напряжение в турбулентном потоке,
т‚ - вязкостное напряжение по теории Ньютона,
т, - касательное напряжение, появляющееся вследствие турбулентной пульсации,
При раскрытии по вещественным членам уравнение (1) примет вид:
-297-