Поиск

Коэффициент шероховатости русла
17.08.2015

Коэффициент шероховатости русла имеет большое значение при расчете рек-водоприемников и проводящих каналов осушительных систем. При расчете рек и каналов учитывают критические расчетные периоды, характеризующиеся резко отличными расходами, но изменение коэффициента шероховатости русла в эти периоды не учитывают, принимая шероховатость постоянной. В действительности же коэффициент шероховатости регулируемых рек и каналов заболоченных пойм величина переменная, изменяющаяся в больших пределах. Весной, когда травы еще нет, коэффициент шероховатости имеет, по-видимому, наименьшие значения. После схода паводка, снижения уровня в реке и каналах откосы и живое сечение русла начинают зарастать, коэффициент шероховатости увеличивается, скорости течения уменьшаются, уровни воды повышаются и подпирают впадающие каналы и коллекторы. Все это неизбежно повышает уровни грунтовых вод.
Зарастание живого сечения и особенно откосов русла приводит к выходу из берегов летних и осенних паводковых вод и затоплению прилегающих к реке пойменных земель. Поэтому нельзя, рассчитывая реку или каналы на разные расходы, принимать один и тот же коэффициент шероховатости. При расчете и проверке пропускной способности рек и каналов на расходы летних паводковых вод следует увеличивать коэффициент шероховатости и соответственно поперечные сечения русл. При этом следует учитывать слагающие русло грунты, скорости течения, затененность и данные натурных наблюдений.
Стационарных наблюдений за изменением коэффициента шероховатости до и после регулирования рек очень мало.
В работе И.М. Кривоносова приведены результаты выполненных им определений коэффициента шероховатости. Исследования проводились на небольших речках и каналах, но и они дают представление о влиянии зарастания русла на значительное увеличение коэффициента шероховатости.
Поданным наблюдений И.М. Кривоносова Е.С. Марковым составлен график изменения коэффициента шероховатости (рис. 57).

Коэффициент шероховатости русла

Зарастание значительно увеличило коэффициент шероховатости и повысило уровни воды в русле. Например, 12 апреля коэффициент шероховатости n=0,055 и расход Q=0,758 м3/с, но уже 13 ноября при том же уровне расход Q=0,165 м3/с и n=0,186.
При проведении мелиоративных мероприятий на поймах зарастание имеет две стороны: положительную и отрицательную. На реках и каналах с малыми уклонами, где уменьшение скоростей течения при зарастании русла понижает пропускную способность, повышает уровни воды и ведет к летнему паводковому затоплению пойм, зарастание вредно и с ним надо бороться. А на участках рек и каналов, где размывается русло, создается неравномерный режим, зарастание полезно, являясь одним из эффективных способов биологической защиты русл рек-водоприемников и каналов от размыва. С целью уменьшения скоростей течения или укрепления откосов русла их засевают травами для придания искусственной шероховатости. При расчете рек и каналов следует учитывать неодинаковую шероховатость русла в разные периоды года.