طراحی آبراهه‌ها(۳)

حداکثر سرعت مجاز

حداکثر سرعت مجاز سرعتى است که مى‌بايست در کانانل تأمين شود بدون اينکه بدنه کانال و کف آن را فرسايش دهد. در غير اينصورت در اثر فرسايش مقطع کانال تغيير پيدا کرده و خصوصيات هيدروليکى آن عوض مى‌شود. حداکثر سرعت مجاز براى خاک‌هايمختلف متفاوت است جدول (حداکثر سرعت مجاز A توصيه شده براى کانال‌هاى فرسايشى و مقادير نيروى کششى واحد معادل آن t) مقادير حداکثر سرعت مجاز و ضريب زبرى مانينگ را براى مواد مختلفى که بدنه کانال‌ها ممکن با آن سساخته شود که براساس تجربه به‌دست آمده نشان مى‌دهد. در اين جدول يک ستون مربوط به آب زلال و ستون ديگر مربوط به آب گل‌آلود است.

به دليل تعادل ديناميکى غلظت سيلت در جريان آب کانال‌هائى که آب گل‌آلود را انتقال مى‌دهند نسبت به آب زلال کمتر فرسايش مى‌پذيرند. به همين دليل حداکثر سرعت مجاز در آب گل‌آلود بيشتر از آب زلال است.

در طراحى کانال‌هاى فرسايشى ابتدا مقدار n مانينگ و حداکثر سرعت مجاز انتخاب مى‌‌شود. اين معيار مى‌بايست با توجه به نوع خاک تعيين شود سپس اين ارقام را در معادله (۹) گذاشته و ضريب شکل نسبت به سرعت جريان (SFv) به‌صورت (۹)محاسبه مى‌شود.

(معادله ۹):

SFv = (Rh)2/3 = ( nv )/(so)1/2

جدول حداکثر سرعت مجاز A توصيه شده براى کانال‌هاى فرسايشى و مقادير نيروى کششى واحد معادل آن t

مواد

ضريب مانينگ n

آب زلال

ITS آب گل‌آلود

v

t

v

t

ft/S

m/s

Ib/ft2

N/m2

ft/s

m/s

Ib/ft2

N/m2

Fine sand, colloidal

۰/۰۲۰

۱/۵۰

۰/۴۶

۰/۰۲۷

۱/۲۹۳

۲/۵۰

۰/۷۶

۰/۰۷۵

۳/۵۹۱

Sandy loam, noncolloidal

۰/۰۲۰

۱/۷۵

۰/۵۳

۰/۰۳۷

۱/۷۷۲

۲/۵۰

۰/۷۶

۰/۰۷۵

۳/۵۹۱

Silt loam, noncolloidal

۰/۰۲۰

۲/۰۰

۰/۶۱

۰/۰۴۸

۲/۲۹۸

۳/۰۰

۰/۹۱

۰/۱۱۰

۵/۲۶۷

Alluvial silts, noncolloidal

۰/۰۲۰

۲/۰۰

۰/۶۱

۰/۰۴۸

۲/۲۹۸

۳/۵۰

۱/۰۷

۰/۱۵۰

۷/۱۸۲

Ordinary film loam

۰/۰۲۰

۲/۵۰

۰/۷۶

۰/۰۷۵

۳/۵۹۱

۳/۵۰

۱/۰۷

۰/۱۵۰

۷/۱۸۲

Volcanic ash

۰/۰۲۰

۲/۵۰

۰/۷۶

۰/۰۷۵

۳/۵۹۱

۳/۵۰

۱/۰۷

۰/۱۵۰

۷/۱۸۲

Stiff clay, very colloidal

۰/۰۲۵

۳/۷۵

۱/۱۴

۰/۲۶۰

۱۲/۴۴۹

۵/۰۰

۱/۵۲

۰/۴۶۰

۲۲/۰۲۵

Alluvial silts, colloidal

۰/۰۲۵

۳/۷۵

۱/۱۴

۰/۲۶۰

۱۲/۴۴۹

۵/۰۰

۱/۵۲

۰/۴۶۰

۲۲/۰۲۵

Shales and hardpans

۰/۰۲۵

۶/۰۰

۱/۸۳

۰/۶۷۰

۳۲/۰۸۰

۶/۰۰

۱/۸۳

۰/۶۷۰

۳۲/۰۸۰

Fine gravel

۰/۰۲۰

۲/۵۰

۰/۷۶

۰/۰۷۵

۳/۵۹۱

۵/۰۰

۱/۵۲

۰/۳۲۰

۱۵/۳۲۲

Graded loam to cobbles when noncolloical

۰/۰۳۰

۳/۷۵

۱/۱۴

۰/۳۸۰

۱۸/۱۹۴

۵/۰۰

۱/۵۲

۰/۶۶۰

۳۱/۶۰۱

Graded silts to cobbles when noncolloidal

۰/۰۳۰

۴/۰۰

۱/۲۲

۰/۴۳۰

۲۰/۵۸۸

۵/۵۰

۱/۶۸

۰/۸۰۰

۳۸/۳۰۴

Coarse gravel, noncolloidal

۰/۰۲۵

۴/۰۰

۱/۲۲

۰/۳۰۰

۱۴/۳۶۴

۶/۰۰

۱/۸۳

۰/۶۷۰

۳۲/۰۸۰

Cobbles and shingles

۰/۰۳۵

۵/۰۰

۱/۵۲

۰/۹۱۰

۴۳/۵۷۱

۵/۵۰

۱/۶۸

۱/۱۰۰

۵۲/۶۶۸