Размеры поперечного сечения канавы устанавливают с расчетом пропуска максимального расчетного расхода воды. Наименьшую глубину канав определяют получаемой расчетной величиной с прибавлением 0,2 м для возвышения бровки канавы над расчетным уровнем воды. Глубина канавы и ее ширина по дну должны быть не менее 0,6 м. Крутизна продольного уклона канавы i должен быть не менее 0,002. Откосы канавы в глинистых грунтах, суглинках, супесях и песках крупных и средней крупности делают крутизной 1:1,5.

Фактический расход м3/с, в канаве определяется по формуле

Q = ω · υ , (2.1)

где ω – площадь «живого сечения» (занятого водой) канавы, м3

υ – средняя скорость протекания воды, м/с

Площадь живого сечения канавы определяется по формуле

ω = α · h + m · h2 (2.2)

где α – ширина для канавы, м;

h – глубина воды в канаве, м;

m – коэффициент крутизны (заложения откоса);

Смоченный периметр канавы, м

p = α+2b = α+2b2) (2.3)

Гидравлический радиус, м, определяют по формуле

R = (2.4)

Скорость течения воды в канаве, м/с

υ = С (2.5)

где С – коэффициент, зависящий от шероховатости дня канавы и гидравлическогоо радиуса определяется по таблице 2.1

i – уклон для канавы

Талица 2.1 - Значения коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса R

Поперечный профиль канавы приведен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 – Поперечный профиль канавы

В курсовой работе необходимо определить расчетную глубину канавы, продольный уклон дна канавы и выбрать при необходимости способ укрепления дна и откосов канавы. Тип грунта канавы в курсовой работе песок мелкий.

Данная задача решается методом подбора. В начале задают глубину канавы h и уклон дна канавы i, определяют площадь «живого сечения» канавы ω, вычисляют смоченный периметр p и подсчитывают гидравлический радиус R. Затем вычисляют расчетный расход воды Q и сравнивается с заданный расходом Qзад. Если разница между этими значениями не превышает 5%, то глубина канавы и продольный уклон выбраны удачно. Если Q> Qзад, то необходимо уменьшить размеры канавы, если

Q< Qзад, то необходимо увеличить размеры канавы и провести расчет вновь.

Полученную скорость движения воды необходимо сравнить с допускаемой скоростью для заданного грунта канавы по таблице 2.2. В случае превышения расчетной скорости движения потока с допускаемой скоростью необходимо выбрать меры по укреплению откосов.

Таблица 2.2 – Средние скорости течения воды м/с, в зависимости от средней глубины воды в канаве

Грунт – мелкий песок, заданный расход воды Q =3,87м3/с. Примем глубину канавы

h = 1 м, ширину канавы по низу а = 0,6 м и уклон дна i = 0,004, m =1,5.

Площадь «живого сечения» канавы составит: ω= 0,6 · 1 +1,5 · 12 = 2,1м2

Смоченный периметр этого сечения p = 0,6 + 2 · 1 = 4,2м

Гидравлический радиус R = = 0,5м

По таблице 2.1. определяем коэффициент С методом интерполяции для значения R=0,5м коэффициент С принимает значение 39,7.

Скорость течения воды в канаве υ = 39,7 = 1,77м/с

Расчетный расход воды Q = 2,1 · 1,77 = 3,72м3/с

Расхождение расчетного расхода воды Q с заданным является допустимым.

По таблице 2.2. находим, что допустимая скорость при глубине канавы 1м не превышает 0,45м/с, что меньше расчетной скорости. Поэтому необходимо предусмотреть укрепление откосов. Согласно таблице 2.2. канаву можно укрепить бетонными плитами или укрепить дно канавы щебнем, а откосы – одерновкой.