Файл: Кузник, И. А. Гидрология и гидрометрия учебник для сельскохозяйственных техникумов по специальности гидромелиорация.pdf

Т а б л и ц а 45-

Значения |Хо для разных почв

Русловая эрозия цр, помимо уклона, зависит от характера

где /р — уклон русла в %о- Для заросших устойчивых русел 6 = 0; для русел с пологими

склонами и песчаным размываемым дном 6 = 0,03; для русел с крутыми обрывистыми песчаными берегами 6 = 0,08; для сильно, размываемых русел 6 = 0,15.

Влияние речных наносов на работу гидротехнических сооруже­ ний, турбин и насосов. Гидротехнические сооружения, создавая подпоры, уменьшают скорость движения воды, что способствуетотложению наносов. Наносы 'заполняют полезную емкость водо­ хранилища, заиляют водозаборные узлы, магистральные и дери­ вационные каналы, снижая их пропускную способность. Для улав­ ливания наносов устраивают специальные сооружения — отстой­ ники, которые периодически промывают.

Регулирование русел связано с производством землечерпа­ тельных работ и устройством выправительных сооружений для поддержания судоходных глубин. При проектировании таких ме­ роприятий чрезвычайно важно учесть режим наносов.

Данные наблюдений показывают, что в дельте Амударьи про­

пускной способности русла. Уровни во время паводков повышают­ ся, затапливая земельные угодья и населенные пункты. Обвало­ вание затапливаемых территорий не давало должного эффекта. Поэтому в низовьях горных рек (Терека, Амударьи и других) с наводнениями борются методом регулирования стока воды и на­ носов в верховьях бассейнов. Вследствие снижения скорости дви­ жения воды в верхнем бьефе водохранилищ наносы выпадают и откладываются на дне, что снижает заиление в низовьях.

155

Попадая на рабочие лопатки турбин, насосов и в насадки дож­ девальных машин, крупные наносы ускоряют их истирание. В связи с этим необходимо предусмотреть мероприятия по защите ■оборудования от вредного действия наносов.

Заиление каналов и водохранилищ. Каналы гидромелиоратив­ ных систем нужно рассчитывать и проектировать так, чтобы они

.не занлялись. Крупные наносы (диаметром более 0,10—0,15 мм) необходимо задерживать в головном участке. Взвешенные наносы небольшого диаметра могут поступать по каналам на орошаемые поля. Поэтому скорость движения в каналах должна быть такой, чтобы транспортирующая способность превышала заданную мут­ ность поступающей воды.

Объем и продолжительность заиления водохранилищ можно

Объемный вес отложений в прудах при естественном их уплот­ нении ориентировочно можно принять равным 0 , 8 т/м3.

Фактически не все наносы откладываются в водохранилище. В зависимости от скорости течения воды, фракционного состава наносов устанавливается то или иное соотношение между аккуму­ ляцией и транспортировкой наносов. Подробные расчеты заиле­ ния рассматриваются в курсах гидрологических расчетов.

42. Энергия рек

Вода при движении по земной поверхности совершает работу. Энергия потока равна произведению веса стекающей воды Q т/с и высоты падения Н. Энергия расходуется на трение между ча­ стицами воды, трение воды о дно русла, удержание наносов во взвешенном состоянии, перекатывание наносов по дну и истира­ ние грунта. В устье реки энергия сводится к минимуму.

Работа в единицу времени, т. е. мощность,

или полную всей реки), и удельную километровую.

Кадастровую мощность вычисляют по формуле (105), где Q и Н принимают для данного расчетного участка.

Полная мощность реки "LN складывается из мощностей основ­

156

В опросы д л я сам опроверки

1.Что такое подвалье п побочеиь переката?

2.Что такое стрежень, фарватер или динамическая ось потока?

3.Каковы типы перекатов с точки зрения судоходства?

4.Как изменяется продольный уклон по длине реки н во времени на от­ дельных ее участках?

5.Что такое поперечная циркуляция? В каких случаях она образуется?

6.Каковы составные части твердого стока реки? В чем причина взвешива­ ния наносов и влечения их по дну?

7.Что такое мутность и каковы единицы ее измерения?

8.Как выразить соотношения между мутностью, расходом и годовым стоком взвешенных наносов?

9.Как определить сток взвешенных наносов при отсутствии наблюдений и при наличии короткого ряда наблюдений?

10.Как рассчитать твердый сток с малых водосборов (суходолов)?

11. Как определить мощность реки (кадастровую, полную и километро­ вую) ?

Лабораторно-практические занятия

Упражнение 21. Вычислить средние многолетние характери­ стики твердого стока р. Северского Донца у г. Лисичанска: 1) рас­

делить средний многолетний расход воды Q, который вычисляем по формуле (3S):

2,2-52 400

^ — 115 м3/с.

1000

Тогда

2. Средний многолетний годовой сток взвешенных наносов R_ вычисляем по формуле (92). Подставив в эту формулу значения г и Т, получим

R = 10,7 ■365 • 86,4 = 337 435 т.

3. Средний многолетний модуль твердого стока определяем по формуле (96):

157

При объемном весе -у =1,1 т/м3, согласно формуле (97), слой смываемого грунта

шенных наносов р. Сишохи у с. Сишохина Брода при наличии короткого ряда наблюдений.

Р е ш е н и е. При наличии короткого ряда наблюдений за твер­ дым стоком средний многолетний расход взвешенных наносов г

Для этого отложим на оси абсцисс средний многолетний расход воды 41,8 м3/с. Отсюда восстановим перпендикуляр к оси х до точ­ ки пересечения с прямой. Из последней точки опустим перпенди­ куляр на ось ординат. Полученная точка на оси ординат и опре­

деляет средний многолетний расход наносов: г =14,0 кг/с.

•158

Упражнение 23. Определить средний многолетний твердый сток р. Супой у с. Песчаного при отсутствии наблюдений.

Да но : площадь бассейна F = 1900 км2, координаты центра бассейна ср = 50°13/ с. ш., Я = ЗГ40' в. д.

По карте (см. рис. 71) определяем среднюю мутность р для бассейна р. Супой. Центр бассейна на карте находится в четвер­ той зоне, для которой средняя мутность колеблется в пределах 100—250 г/м3. Учитывая близость расположения до центра бас­ сейна границы третьей зоны, для которой средняя мутность со­ ставляет 50—100 г/м3, а также невозможность резкого перехода мутности от одной зоны к другой, в качестве расчетной прини­ маем

р= 150 г/м3 = 0,15 кг/м3.

Средний многолетний годовой jttok наносов в тоннах вычис­ ляем по формуле (92). Величину г определяем по формуле (90).

русло оврага сложено песком с галькой; бассейн распахан на 75%,. гидрометрические наблюдения отсутствуют.

Р е ше н и е . Задача решается двумя способами:

1 ) путем определения средней мутности по карте с внесением поправочного коэффициента (для малого водосбора);

2 ) с учетом природных особенностей водосбора.

Применяем второй способ. В этом случае твердый сток вы­ числяем по формуле (100). Необходимые значения цс и цр нахо­ дим по формулам (101) и (102). По карте изолиний (рис. 55) для

центра водосбора определяем норму весеннего стока у = 80 мм. Вводим коэффициент снижения стока на распаханных водосбо­

159