Формы сечений каналов и их гидравлические характеристики

Существуют следующие формы поперечных сечений каналов (рис. 7.2). Наиболее часто встречаемые формы поперечных сечений каналов - трапецеидальная (рис. 7.2, б) и прямоугольная (рис. 7.2, в).

Основными гидравлическими характеристиками каналов являются:

- глубина жидкости в канале;

- ширина канала понизу;

- коэффициент заложения откосов;

- ширина канала поверху;

- площадь живого сечения канала;

- смоченный периметр;

- гидравлический радиус.

Рисунок 7.2 - Формы сечений каналов

Рассмотрим трапецеидальное сечение канала, его геометрические размеры определяются шириной канала понизу ; коэффициентом заложения откосов , представляющим собой котангенс угла наклона откоса к горизонту ( -тета); глубиной воды в канале . Напомним, что коэффициент заложения откосов представляет собой котангенс угла наклона откоса к горизонту ( -тэта).

Определим через указанные величины гидравлические характеристики канала:

площадь живого сечения:

; (7.12)

ширина канала поверху:

; (7.13)

смоченным периметр:

; (7.14)

гидравлический радиус:

. (7.15)

Из приведенных формул можно получить зависимости для соответствующих элементов для русел прямоугольной и треугольной форм сечения.

В прямоугольном русле стенки вертикальны, следовательно, , тогда получим:

; ; ; . (7.16)

Для русла треугольной формы , поэтому имеем:

; ; ; . (7.17)