Файл: Переходы через водотоки..pdf

аллювия. Для диапазона уклонов 0,0005<і<0,08 и расходов 1000<Q< 5 0 значения п по этой классификации изменяются от 0,022 (песчаные русла) -до 0,112 (валунные русла).

Впрактике проектирования применялись и другие классифика­ ции [96].

ВСША, где морфометрические расчеты при проектировании мостовых переходов широко применяются, Дж. Бредли [155] разра­ ботана классификация коэффициентов шероховатости для русел малых водотоков и пойм. Для русел крупных рек дается лишь общая рекомендация. Особенностью классификации Дж. Бредли являются рекомендации для пойм, где влияние растительности дает­ ся с учетом сезонности, деятельности человека и глубины затопле­

меньше, чем у Срибного (0,03 вместо 0,05). Классификация Бредли ценна детализацией условий протекания потока по речным пой­ мам, так как при отсутствии натурных наблюдений для пойм пока нет других путей определить их сопротивление течению, кроме визу­ альной оценки шероховатости. Поэтому наряду с классификацией М. Ф. Срибного в табл. IV—2 приведена классификация Бредли. Значения п могут быть иногда и меньше минимальных значений по таблицам IV. 1 и ІѴ.2.

Так, для прямолинейного русла р. Оки ниже устья р. Москвы, при уклоне 0,04—0,05 %о и глубинах 12— 15 м значение п ~ 0 ,0164- 4-0,018, а для ровной луговой поймы на том же участке ««0,0204-

4-0,022.

Интересный пример большой шероховатости русел, значительно превышающей шероховатость пойм, представляют малые левобе­ режные притоки верхнего Нигера в Западной Африке (12°— 14° с. ш.). Русла их, глубоко врезанные в окружающую саванну, со­ храняющие влагу в сухой период года, заросли тропическими деревьями, переплетенными лианами. Значение « для таких русел, по нашим данным, увеличивается с повышением уровня воды и со­ ставляет ~ 0 ,1 2 —0,15.

Часто считают, что при пользовании классификацией для русел коэффициент п надо брать меньшим при больших глубинах; этим должно учитываться уменьшение сопротивления движению потока с увеличением глубины. Однако влияние глубины на сопротивление

мелким аллювием, не оправдан. Влияние глубины на коэффициент « сказывается лишь для русел, сложенных крупной галькой и ва­ лунами. По наблюдениям Л. Г. Бегама, на некоторых реках Даль-

Б. П о й м ы ( с м е ж н ы е с е с т е с т в е н н ы м и

по т о к а м и )

1.Пастбища без кустарника:

лых рек со сходными характеристиками вследствие меньшего эффективного сопротивления, оказываемого неправильными бе­ регами или растительностью на берегах. Значения п могут быть несколько снижены. Значения п для больших рек, правильного профиля без валунов или кустарника, назначают в пределах

П р и м е ч а н и я . 1. В случаях, когда при расчете скоростей используют укло­ ны, вычисленные по горизонтам паводков на значительном протяжении русла, включающем меандры и повороты долины, значения п следует повышать для уче­ та дополнительных потерь, вызываемых извилинами. 2. Для горных русел, где воз­ можна аэрация потока, коэффициенты шероховатости следует повышать на 20—30%.

Коэффициент п должен учитывать количество перемещаемых потоком наносов (его мутность). По нашим наблюдениям (1933 г.), в нижнем течении р. Камы на прямолинейном плёсовом участке (у с. Кубасы) значения п русла колебались от 0,05 на пике паводка до 0,02 в межень, причем мутность за тот же период уменьшилась примерно в 10 раз.

Влияние на скорость течения движущихся в русле наносов полу­ число отражение в ряде исследований, авторы которых (Чанг, Н. И. Маккавеев и другие) связывали коэффициент шероховатос­ ти п с размерами руслового аллювия уравнением вида

где к •—■ эмпирический коэффициент, равный по различным данным от 0,017 до 0,029; первое значение соответствует искусственным, авторов—'естественным руслам; d — средний размер частиц аллювия, мм.

В. Н. Гончаров [35] дал вывод зависимости коэффициента ше­ роховатости п от абсолютной шероховатости ложа плоского потока, выражаемой средней величиной действующих выступав А. Эти зави­

симости имеют вид:

н

где H — глубина плоского потока, м; А — абсолютная шерохова­ тость, равная 0,7 d^/, » м‘> <^5%— размер зерен наиболее крупной фракции наносов, доля которой по объему равна 5% пробы, м.

мы к речным руслам, сложенным гравелистым и галечно-валунным материалом или к песчаным руслам е малыми глубинами. Коэффи­ циенты п по формулам (ІѴ-4) и (ІѴ-5) отражают величину основ­ ных сопротивлений, связанных с высотой выступов шероховатости в плоском прямолинейном потоке.

При прочих равных условиях, чем больше форма русла отлича­ ется от прямоугольной, Тем меньший коэффициент шероховатости следует принимать для морфометрического расчета скорости тече­ ния. Выражая форму русла отношением максимальной глубины к

В излучине русла возникают дополнительные сопротивления течению вследствие поперечной циркуляции струй; этоучитывают для естественных русел увеличением коэффициента шероховатости на ~ 10%. Наличие крупных гряд наносов также увеличивает ше­ роховатость на 15—20%'. Стремление избавиться от неопределен­ ности в назначении коэффициента шероховатости для речных русел по визуальным признакам привело исследователей не только к выражению п через функцию абсолютной шероховатости, но и к выражению ее через уклон водной поверхности. Так, М. Ф. Срибный [125] для русел горных рек дал эмпирическую зависимость

где і — продольный уклон свободной поверхности потока. Согласно принципу ограниченности естественных русловых комплексов, установленному М. А. Великановым, уклон свободной по­ верхности потока связан с крупностью аллювия, слагающего ложе потока, так как в природе нет равнинных рек, спокойно текущих по валунному руслу, или горных потоков, ложе кото­ рых сложено мелкими песками.

Связь продольного уклона с крупностью аллювия установлена С. Т. Алтуниным [3] по данным наблюдений на реках Средней Азии и другими исследователями [И].

Используя аппроксимацию логарифмической формулы

0,7 dz%, получим формулу средней скорости течения, в которую будут входить только крупность аллювия и средняя глубина потока: