Лекции для студентов

Тема 6. Гидрология рек — Средняя скорость в живом сечении. Формула Шези

Средняя скорость в живом сечении. Формула Шези

Для вычисления средней скорости потока при отсутствии непосредственных измерений широко применяется формула Шези:

или

где H_ср — средняя глубина, R — гидравлический радиус, С — скоростной коэффициент, зависящий от шероховатости русла и гидравлического радиуса, i — уклон водной поверхности на участке реки.

Величина коэффициента С не является величиной постоянной. Для ее определения существует несколько эмпирических формул. Приведем две из них:

формула Манинга

формула Базена:

формула Павловского

где п — коэффициент шероховатости, находится по специальным таблицам. Переменный показатель в формуле Павловского определяется зависимостью:

Его еще можно вычислить по таким упрощенным формулам:

при R < 1 м

при R> 1 м

Из формулы Шези видно, что скорость потока растет с увеличе­нием гидравлического радиуса или средней глубины. Это происхо­дит потому, что с увеличением глубины ослабевает влияние шеро­ховатости дна на величину скорости в отдельных точках вертикали и тем самым уменьшается площадь на эпюре скоростей, занятая малыми скоростями. Увеличение гидравлического радиуса приводит и к увеличению коэффициента С. Из формулы Шези следует, что скорость потока растет с увеличением уклона, но этот рост при тур­булентном движении выражен в меньшей мере, чем при ламинар­ном.