Гидравлически наивыгоднейшее сечение канала

Гидравлически наивыгоднейшим сечением канала называется такое, которое при одинаковых с другими сечениями площади живого сечения потока, шероховатости и уклоне дна имеет наибольшую пропускную способность. Очевидно, что гидравлически наивыгоднейшее сечение при заданном уклоне пропустит данный расход при наименьшей площади живого сечения. Следовательно, для строительства канала потребуется выполнение наименьшего объема земляных работ и канал будет наиболее дешевым. Рассмотрим формулу расхода (155) в следующей записи:

(165).

Рис. 44 Форма поперечного сечения открытых русел

При постоянных значениях щ, i, n и, следовательно, С (в квадратичной области сопротивления) расход зависит только от смоченного периметра ч. Таким образом, гидравлически наивыгоднейшее сечение канала должно иметь наименьший смоченный периметр.

Из изображенных на рис. 44 форм поперечного сечения наименьшим периметром при одинаковой площади живого сечения обладает полукруглое сечение, которое и является гидравлически наивыгоднейшим. Однако полукруглое сечение в грунте неосуществимо. Неосуществимо в грунте и прямоугольное сечение. Поэтому на практике сечению канала придают обычно трапецеидальную форму.

Гидравлически наивыгоднейшее сечение канала трапецеидальной формы обеспечивается при соотношениях:

(166).

(167).

Для каналов с прямоугольной формой поперечного сечания гидравлически наивыгоднейшее сечение обеспечивается при условии.

b/h =2 (168).