تصميم القنوات المبطنة (مع رسم بياني)

اقرأ هذه المقالة للتعرف على تصميم القنوات المبطنة.

لم تصمم القنوات المبطنة باستخدام نظرية لاسي أو كينيدي لأن القسم جامد. عموما يتم استخدام معادلة مانينغ في التصميم. يمكن تصميم عدد معين من تصريفات أقسام القناة مع عرض سريري مختلف ومنحدرات جانبية. لكن من الواضح أن كل قسم ليس جيدًا بنفس القدر لهذا الغرض.

يجب أن يكون القسم الذي سيتم تبنيه اقتصاديًا وفي نفس الوقت يجب أن يكون فعالاً من الناحية الوظيفية. لقد وجد أن المقطع العرضي الأكثر ملاءمة في القناة المبطنة هو قسم دائري ذو جوانب مائلة. أي أن السرير غير مسطح ولكنه قوس دائرة. هذا القوس هو عرضي للأطراف المنحدرة.

المنحدرات الجانبية:

يتم اختيار المنحدر الجانبي بطريقة تساوي تقريبًا زاوية استرخاء التربة في الطبقة الفرعية. يتم الحرص على ضمان عدم ممارسة ضغط الأرض على ظهر البطانة. من معرفة علم السوائل الهيدروليكية ، من الواضح أن القسم يكون اقتصاديًا عندما تكون منطقة المقطع العرضي هي الحد الأقصى للحد الأدنى من السطح المبلل.

يتحقق هذا الشرط عندما يقع مركز القوس في FSL للقناة. هذا القسم فعال أيضاً بمعنى أنه كلما كانت سرعة التدفق أعلى من حمل الطمي أعلى من القسم الضخم والواسع. وبالتالي يتم القضاء تماما على مشكلة الطمي وكفاءة الأداء.

وتجدر الإشارة هنا إلى أنه يمكن تصميم هذا القسم الذي يحتوي على طبقة دائرية حتى تفريغ 85 م ³ / ثانية. عندما يكون التصريف أكثر من 85 م ³ / ثانية يكون القسم الأكثر ملاءمة هو واحد مع سرير مسطح وجوانب مائلة ذات زوايا دائرية. هذا القسم هو بالتأكيد أفضل من المقطع شبه المنحرف ، لأنه أكثر استقرارا واقتصاديا لبناء. يمكن الحصول على أبعاد قسم القناة مع السرير الدائري من المعادلات المذكورة أدناه. يوضح الشكل 10.2 أقسام القناة من هذا النوع مع منحدرين جانبيين قياسيين.

عندما يكون r = 3.6 m أو أقل ، قد يتم أخذ المنحدرات الجانبية 1: 1

عندما r = 3.6 م يمكن أن تؤخذ المنحدرات الجانبية 1.25: 1

سرعة التدفق:

يمكن حساب متوسط ​​سرعة التدفق باستخدام صيغة مانينغ.

V = 1 / N .R ^2/3 . S ^1/2

حيث N هو معامل البوغوثية ويمكن اعتباره 0.018

S هو المنحدر من السرير وأعرب في سقوط السرير في م في طول 10000 متر

للقيمة المعطاة من الصيغة N قد يتم تخفيضها إلى

V = 0.556 R ^2/3 . S ^1/2

حيث V هي سرعة التدفق في m / sec ؛

R هو نصف القطر الهيدروليكي في m ؛ و

S هو منحدر السرير معبرًا بطول متر / متر ،

حيث يتم دمج (10000) ^1/2 في الثابت 0.556.

يلي الجدول 10.1 يعطي بيانات مقطعية للمنحدرين الجانبيين:

يمكن الحصول على أبعاد قسم القناة ذات القاع المسطح من المعادلات الواردة أدناه. يوضح الشكل 10.3 المقاطع العرضية من هذا النوع مع منحدرين جانبيين قياسيين. تجدر الإشارة هنا إلى أن السرعة القصوى للتدفق عمومًا موصى بها لتكون 2 م / ث و لا يقتصر الأمر على 1.2. عندما يتجاوز r 55 م أو عندما يكون التصريف أكثر من 85 م ³ / ثانية ، يجب تصميم القناة بقاع مسطح مع شرائح في الزوايا. لا يشير المعيار الهندي 4745 في الواقع إلى قناة مبطنة بقاع دائري.

سرعة التدفق:

يمكن حساب متوسط ​​سرعة التدفق من معادلة مانينغ بقيمة N = 0.018.

ثم V = 0.556 R ^2/3 . S ^1/2

يلي الجدول 10.2 يعطي بيانات مقطعية للمنحدرين الجانبيين:

قد نتذكر أن القناة المبطنة يمكن أن تعطى انحدار شديد لتحقيق السرعة الموصى بها من 2 م / ثانية وقيمة "و" حوالي 1.2. لا تنطبق نسبة السرعة الحرجة على القنوات المبطنة. ولكن لتجنب إمكانية الجلوس CVR ينبغي أن تستهدف أكثر من الوحدة.

معامل البسوسية (N):

في الممارسة العامة لمتوسط ​​قيمة القناة المصطفة يمكن اعتبار N ك 0.018. لأنواع مختلفة من البطانات تختلف قيمة W. يتم إعطاء القيم المعطاة للقنوات المستقيمة في المعيار الهندي 4745 في الجدول 10.3. عندما لا يكون المحاذاة خسارة رأسية مباشرة ، ويجوز إجراء زيادة صغيرة في قيمة W للسماح بفقدان إضافي للطاقة.

Freeboard:

يتم قياس Freeboard من مستوى العرض الكامل (FSL) إلى الجزء العلوي من البطانة. بالنسبة إلى القنوات المبطنة التي تحتوي على أقل من 10 تفريغ للماكينة. للقوارب أكبر تبطئ القنوات مجاناً لا تقل عن 0.75 متر بشكل عام.

عروض البنك:

أوصت المعيار الهندي باتباع القيم التالية لعرض البنوك للقنوات الرئيسية والفرعية:

القناة الرئيسية في القطع والحشو = 8.0 م

قناة فرع في قطع = 6.5 م

قناة فرع في التعبئة ، الضفة اليسرى = 6.5 م

الضفة اليمنى = 5.0 م

يجب توفير كل من الدسر ، والطرق ، وصرف المياه ، والصرف الصحي لكل قناة مبطنة. يبين الشكل 10.4 ثلاثة مقاطع عرضية نموذجية للقناة المبطنة والتي يتم فيها توضيح توفير المكونات المختلفة.

أقسام القناة المعروضة لها شكل شبه منحرف. لترتيب قناة القاع دائرية ستكون متشابهة. تجدر الإشارة إلى أن الزاوية 0 الموضحة في القسم تختلف مع المنحدرات الجانبية المعتمدة. 9 بالنسبة للمنحدر الجانبي 1: 1 له قيمة 45 درجة و 1.25: 1 هو 38 ° 40 ′ كما هو موضح في الشكل 10.3. الحد الأقصى لارتفاع البنك الرائد هو 6 أمتار عندما يتم الحفر بواسطة الآلات. في حالة إنجاز العمل ، يتم قصر الارتفاع الأقصى يدوياً إلى 4 أمتار فقط. أيضا عندما يكون قسم القناة في الحشو ينطوي على أكثر من 10.5 م يتم تصميم كل مقطع ليتم اختباره واختباره من أجل الثبات.

مشكلة:

تصميم قناة مبطنة بالري لتحمل تفريغ 34 م ³ / ثانية. يبلغ متوسط ​​قطر جسيمات التربة المتوسطة 0.464 ملم. لنفترض أن المنحدرات الجانبية هي 1.25: 1 والعرض صفر.