ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ
В статье рассматривается один из основных параметров при проведении водохозяйственных расчетов – коэффициент шероховатости. Оценка его величины до настоящего времени проводится по специальным таблицам или расчетным способом. Приведены различные методы расчета коэффициента шероховатости – от оценки о...
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Scientific and Industrial Research Association Gidrotehproekt
2019-12-01
|
| Series: | Гидросфера: Опасные процессы и явления |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://hydro-sphere.ru/index.php/hydrosphere/article/view/36 |
| _version_ | 1819349651950665728 |
|---|---|
| author | Alexey Yu. Vinogradov Tatiana А. Vinogradova Viktor A. Obyazov Mariya M. Kadatskaya |
| author_facet | Alexey Yu. Vinogradov Tatiana А. Vinogradova Viktor A. Obyazov Mariya M. Kadatskaya |
| author_sort | Alexey Yu. Vinogradov |
| collection | DOAJ |
| description | В статье рассматривается один из основных параметров при проведении водохозяйственных расчетов – коэффициент шероховатости. Оценка его величины до настоящего времени проводится по специальным таблицам или расчетным способом. Приведены различные методы расчета коэффициента шероховатости – от оценки обратным путем по формуле Шези по результатам измерений до эмпирических зависимостей, полученных различными специалистами на основе натурных исследований. Кроме того, авторами рассмотрены формулы расчета коэффициента шероховатости на основании физических соображений. Результаты расчетов, полученных по таким зависимостям, наилучшим образом соответствуют их значениям, полученным обратным путем из формулы Шези. Приведенные в статье методы расчета апробированы на данных гидрологических постов р. Полисть – Подтополье за 1954 г. и р. Гозовка – Гоза за период 2014-2017 гг.
При сравнении результатов измерений, расчетов по различным зависимостям и оценочных табличных данных сделаны следующие выводы. Потери напора в явном виде зависят от глубины потока и уклона свободной поверхности, последний параметр в неявном виде характеризует сопротивление русла. При одних и тех же расходах воды изменение величины коэффициента шероховатости может достигать десятков процентов. При различном же наполнении русла коэффициент шероховатости может измениться в несколько раз, что предопределяет соответствующие ошибки при табличной оценке коэффициента шероховатости даже для упрощенного случая – только для открытого русла. Поэтому все зависимости, учитывающие только крупность русловых отложений, принципиально не могут иметь практического применения.
Общий вывод: даже при одном и том же уровне воды для упрощенных условий открытого русла без растительности, коэффициент шероховатости может отличаться в разы, что сводит к нулю все попытки в его теоретической оценке при отсутствии прямых измерений уклона, скорости и средней глубины.
Литература
Барышников Н.Б. Гидравлические сопротивления речных русел: учебное пособие. СПб.: изд. РГГМУ, 2003. 147 с.
Барышников Н.Б., Плоткина Н.П., Рублевская Р.М. Коэффициенты шероховатости речных русел // Динамика русловых потоков и охрана природных вод. Сборник научных трудов (межвузовский). Вып. 107 / Под ред. Н.Б. Барышникова и др. Л.: изд. ЛГМИ, 1990. С. 4-11.
Виноградов А.Ю., Кацадзе В.А., Угрюмов С.А., Бирман А.Р., Беленький Ю.И., Кадацкая М.М., Обязов В.А., Виноградова Т.А. Взаимодействие руслового потока с дном в пограничном слое // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2019а. №. 12. С. 38-43. DOI: 10.31044/1994-6260-2019-0-12-38-43
Виноградов А.Ю., Минаев А.Н., Кадацкая М.М., Кучмин А.В., Хвалев С.В. Расчет значений параметров И.И. Никурадзе и Т. Кармана в зависимости от температуры воды и крупности донных отложений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019б. Вып. 229. С. 196-204. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.196-204
Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 428 с.
Железняков Г.В. Пропускная способность русел и каналов рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 308 с.
Косиченко Ю.М. Влияние эксплуатационных факторов на пропускную способность земляных русел каналов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2011. № 3(03). С. 55-68.
Мамедов А.Ш. Об определении коэффициента шероховатости рек [Электронный ресурс] // Труды VII Всероссийского гидрологического съезда (г. Санкт-Петербург, 19-20 ноября 2013 г.). URL: https://clck.ru/LfhCf (дата обращения: 26.05.2019).
Снищенко Б.Ф. К.В. Гришанин и учение о динамике русловых потоков // Журнал университета водных коммуникаций. 2010. Вып. 2 (6). С. 10-18.
Триандафилов А.Ф, Ефимова С.Г. Гидравлика и гидравлические машины: учебное пособие. Сыктывкар: изд. СЛИ, 2012. 212 с. |
| first_indexed | 2024-12-24T19:03:55Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-0c9eefb87e58419fa59bc4c6f6a15496 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2686-7877 2686-8385 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2024-12-24T19:03:55Z |
| publishDate | 2019-12-01 |
| publisher | Scientific and Industrial Research Association Gidrotehproekt |
| record_format | Article |
| series | Гидросфера: Опасные процессы и явления |
| spelling | doaj.art-0c9eefb87e58419fa59bc4c6f6a154962022-12-21T16:43:09ZrusScientific and Industrial Research Association GidrotehproektГидросфера: Опасные процессы и явления2686-78772686-83852019-12-011410.34753/HS.2019.1.4.46236ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИAlexey Yu. Vinogradov0Tatiana А. Vinogradova1Viktor A. Obyazov2Mariya M. Kadatskaya3ООО Научно-производственное объединение "Гидротехпроект", г. Валдай, Россия; Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет, г. Санкт-Петербург, РоссияООО Научно-производственное объединение "Гидротехпроект", г. Валдай, Россия; Санкт-Петербургский государственный университет, г. Санкт-Петербург, РоссияООО Научно-производственное объединение "Гидротехпроект", г. Валдай, РоссияООО Научно-производственное объединение "Гидротехпроект", г. Валдай, РоссияВ статье рассматривается один из основных параметров при проведении водохозяйственных расчетов – коэффициент шероховатости. Оценка его величины до настоящего времени проводится по специальным таблицам или расчетным способом. Приведены различные методы расчета коэффициента шероховатости – от оценки обратным путем по формуле Шези по результатам измерений до эмпирических зависимостей, полученных различными специалистами на основе натурных исследований. Кроме того, авторами рассмотрены формулы расчета коэффициента шероховатости на основании физических соображений. Результаты расчетов, полученных по таким зависимостям, наилучшим образом соответствуют их значениям, полученным обратным путем из формулы Шези. Приведенные в статье методы расчета апробированы на данных гидрологических постов р. Полисть – Подтополье за 1954 г. и р. Гозовка – Гоза за период 2014-2017 гг. При сравнении результатов измерений, расчетов по различным зависимостям и оценочных табличных данных сделаны следующие выводы. Потери напора в явном виде зависят от глубины потока и уклона свободной поверхности, последний параметр в неявном виде характеризует сопротивление русла. При одних и тех же расходах воды изменение величины коэффициента шероховатости может достигать десятков процентов. При различном же наполнении русла коэффициент шероховатости может измениться в несколько раз, что предопределяет соответствующие ошибки при табличной оценке коэффициента шероховатости даже для упрощенного случая – только для открытого русла. Поэтому все зависимости, учитывающие только крупность русловых отложений, принципиально не могут иметь практического применения. Общий вывод: даже при одном и том же уровне воды для упрощенных условий открытого русла без растительности, коэффициент шероховатости может отличаться в разы, что сводит к нулю все попытки в его теоретической оценке при отсутствии прямых измерений уклона, скорости и средней глубины. Литература Барышников Н.Б. Гидравлические сопротивления речных русел: учебное пособие. СПб.: изд. РГГМУ, 2003. 147 с. Барышников Н.Б., Плоткина Н.П., Рублевская Р.М. Коэффициенты шероховатости речных русел // Динамика русловых потоков и охрана природных вод. Сборник научных трудов (межвузовский). Вып. 107 / Под ред. Н.Б. Барышникова и др. Л.: изд. ЛГМИ, 1990. С. 4-11. Виноградов А.Ю., Кацадзе В.А., Угрюмов С.А., Бирман А.Р., Беленький Ю.И., Кадацкая М.М., Обязов В.А., Виноградова Т.А. Взаимодействие руслового потока с дном в пограничном слое // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2019а. №. 12. С. 38-43. DOI: 10.31044/1994-6260-2019-0-12-38-43 Виноградов А.Ю., Минаев А.Н., Кадацкая М.М., Кучмин А.В., Хвалев С.В. Расчет значений параметров И.И. Никурадзе и Т. Кармана в зависимости от температуры воды и крупности донных отложений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019б. Вып. 229. С. 196-204. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.229.196-204 Гришанин К.В. Динамика русловых потоков. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. 428 с. Железняков Г.В. Пропускная способность русел и каналов рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 308 с. Косиченко Ю.М. Влияние эксплуатационных факторов на пропускную способность земляных русел каналов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2011. № 3(03). С. 55-68. Мамедов А.Ш. Об определении коэффициента шероховатости рек [Электронный ресурс] // Труды VII Всероссийского гидрологического съезда (г. Санкт-Петербург, 19-20 ноября 2013 г.). URL: https://clck.ru/LfhCf (дата обращения: 26.05.2019). Снищенко Б.Ф. К.В. Гришанин и учение о динамике русловых потоков // Журнал университета водных коммуникаций. 2010. Вып. 2 (6). С. 10-18. Триандафилов А.Ф, Ефимова С.Г. Гидравлика и гидравлические машины: учебное пособие. Сыктывкар: изд. СЛИ, 2012. 212 с.http://hydro-sphere.ru/index.php/hydrosphere/article/view/36коэффициент шероховатостипотери напора на трениеформула Шезикрупность русловых отложенийкоэффициент гидравлического трениядинамическая скорость. |
| spellingShingle | Alexey Yu. Vinogradov Tatiana А. Vinogradova Viktor A. Obyazov Mariya M. Kadatskaya ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ Гидросфера: Опасные процессы и явления коэффициент шероховатости потери напора на трение формула Шези крупность русловых отложений коэффициент гидравлического трения динамическая скорость. |
| title | ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ |
| title_full | ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ |
| title_fullStr | ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ |
| title_full_unstemmed | ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ |
| title_short | ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШЕРОХОВАТОСТИ |
| title_sort | оценка значения коэффициента шероховатости |
| topic | коэффициент шероховатости потери напора на трение формула Шези крупность русловых отложений коэффициент гидравлического трения динамическая скорость. |
| url | http://hydro-sphere.ru/index.php/hydrosphere/article/view/36 |
| work_keys_str_mv | AT alexeyyuvinogradov ocenkaznačeniâkoéfficientašerohovatosti AT tatianaavinogradova ocenkaznačeniâkoéfficientašerohovatosti AT viktoraobyazov ocenkaznačeniâkoéfficientašerohovatosti AT mariyamkadatskaya ocenkaznačeniâkoéfficientašerohovatosti |