environmentПриродообустройствоPrirodoobustrojstvo1997-6011РГАУ-МСХА10.26897/1997-6011-2023-1-76-81environment-256Research ArticleГИДРАВЛИКА И ИНЖЕНЕРНАЯ ГИДРОЛОГИЯHYDRAULICS AND ENGINEERING HYDROLOGYОценка гидравлической шероховатости русла магистрального каналаAssessment of the hydraulic roughness of the main channel bedhttps://orcid.org/0000-0002-6149-5073БаклановаД. В.BaklanovaD. V.

Бакланова Дарья Викторовна - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.

346421, Ростовская область, Новочеркасск, пр. Баклановский, 190

WoS ResearcherID: B-2211-2018/; AuthorID: 618663

Daria V. Baklanova - candidate of technical sciences,  leading researcher.

346421, Rostov region, Novocherkassk, pr. Baklanobsky, 10

WoS ResearcherID: B-2211-2018/; AuthorID: 618663

d.baklanova@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0142-4270БаевО. А.BaevO. A.

Баев Олег Андреевич - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.

346421, Ростовская область, Новочеркасск, пр. Баклановский, 190

WoS ResearcherID: L-6929-2016/; Scopus AuthorID: 57196105439; AuthorID: 699695

Oleg A. Baev - candidate of technical sciences,  leading researcher.

346421, Rostov region, Novocherkassk, pr. Baklanobsky, 10

WoS ResearcherID: L-6929-2016/; Scopus AuthorID: 57196105439; AuthorID: 699695

Oleg-Baev1@yandex.ruРоссийский научно-исследовательский институт проблем мелиорацииРоссияRussian research institute of problems of land reclamationRussian Federation202320042023017681Copyright © Бакланова Д.В., Баев О.А., 20232023Бакланова Д.В., Баев О.А.Baklanova D.V., Baev O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://environment.timacad.ru/jour/article/view/256

Цель  исследований   –  определение  коэффициента    шероховатости русла магистрального канала  ВР-1    Сарпинской обводнительно-оросительной    системы  (СООС) и сопоставление полученных  данных с нормативными значениями. Материалами для выполнения расчетов послужили пояснительная записка к  проекту  II   очереди   строительства   СООС, паспорта магистральных и межхозяйственных каналов системы (2015 г.), технический отчет эксплуатирующей организации за 2021 г., данные натурных измерений глубин и скоростей течения водного потока в рассматриваемом створе по методу «Скорость-площадь», результаты натурных обследований  водопроводящей  сети и ГТС  СООС,  а  также данные  ГИС-карт и источников литературы. Методология расчета элементов живого сечения каналов учитывала рекомендации СП 100.13330.2016. Расчет коэффициентов шероховатости  русел выполнялся с  использованием известных  зависимостей,  в  том  числе формулы  Шези,  уравнения  Маннинга, зависимостей И.И. Агроскина и Н.Н. Павловского. Определены элементы живого сечения и получены значения коэффициента шероховатости в рассматриваемом створе магистрального канала. Полученные расчетные  значения коэффициента шероховатости   имеют хорошую сходимость  (отклонение результатов   не  превышает 2,8%).  Полученные  значения превышают нормативное  значение коэффициента шероховатости  в 1,6-1,64  раза, что объясняется  не только  зарастанием русла канала водной растительностью, но и особенностью формы поперечного сечения данного канала, который  на рассматриваемом  участке имеет значительную ширину  по дну. Подтверждено в процессе натурных обследований водопроводящей сети данного канала  весной 2022 г. Ввиду этого необходимо своевременно проводить профилактические мероприятия,  направленные на снижение дополнительного гидравлического сопротивления, вызванного зарастанием русла растительностью.

The    purpose    of   the    study   was    to   determine   the    roughness   coefficient of the  main channel bed BP-1  of the  Sarpinskaya watering-irrigation system  (SWIS) and  to compare the  data   obtained with   the  normative values.   The  materials for  performing the  calculations were: an explanatory note to the project of the second stage of the construction of the SWIS, passports of the main and inter-farm channels of the system (2015), a technical report of the operating organization for 2021, data of full-scale measurements of the depths and velocities of the water flow in the considered alignment using the «speed-area» method, the results  of full-scale surveys  of the water supply network and  HTS SWIS, as well as data from GIS maps  and literary  sources. The methodology for calculating the elements of the live section  of the  channels took into  account  the  recommendations of SP  100.13330.2016. The  calculation of the roughness coefficients of the channels was carried out using known dependencies, including the Chezy formula, the  Manning equation, the  dependencies of I.I. Agroskin and  N.N. Pavlovsky. The  elements of the living  section are determined and the values of the roughness coefficient in the considered alignment of the main channel are obtained. At the same  time,  the calculated values  of the roughness coefficient obtained have good convergence (the deviation of the results  does not exceed –2.8%). However, the obtained values  exceed the normative value  of the roughness coefficient  by 1.6-1.64  times,  which  is explained not only by the overgrowth of the channel bed with  aquatic vegetation, but also by the peculiarity of the shape of the cross-section  of this  channel, which  in the area under consideration has a significant width along the bottom. The calculated values of the roughness coefficient obtained indicate the overgrowth of the main canal bed, which was confirmed during field surveys of the water supply network of this canal in the spring of 2022.  In  view  of this,  it  is  necessary  to carry  out  preventive measures in  a timely manner aimed at reducing the additional hydraulic resistance caused by overgrowth of the riverbed with vegetation.

обводнительно-оросительная системамагистральный каналкоэффициент шероховатостизарастаниеруслоwatering and irrigation systemmain channelroughness coefficientovergrowthbedReferencesКолганов А.В., Баев О.А., Бакланова Д.В. Результаты натурных исследований магистрального канала в Республике Калмыкия // Природообустройство. 2022. № 3. С. 108-114.Kolganov A.V., Baev O.A., Baklanova D.V. Rezultaty naturnyh issledovanij magistralnogo kanala v Respublike Kalmykiya // Prirodoobustrojstvo. 2022. № 3. S. 108-114.Бакланова Д.В. Анализ проблем функционирования Сарпинской обводнительно-оросительной системы в Республике Калмыкия // Мелиорация и гидротехника. 2022. Т. 12, № 2. С. 209-222.Baklanova D.V. Analiz problem funktsionirovaniya Sarpinskoj obvodnitelno-orositelnoj sistemy v Respublike Kalmykiya // Melioratsiya i gidrotehnika. 2022. T. 12. № 2. S. 209-222.Бакланова Д.В. Пути обеспечения рационального и эффективного водопотребления в зоне действия Сарпинской обводнительно-оросительной системы // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2022. № 2 (86). С. 22-31.Baklanova D.V. Puti obespecheniya ratsionalnogo i effektivnogo vodopotrebleniya v zone dejstviya Sarpinskoj obvodnitelno-orositelnoj sistemy // Puti povysheniya effektivnosti oroshaemogo zemledeliya. 2022. № 2(86). S. 22-31Сухов А.А., Арьков Д.П., Никифорова Д.Н., Ляшенко К.А. Сарпинская оросительно-обводнительная система на территориях Волгоградской, Астраханской областей и Республики Калмыкия, ее геоэкологические и гидротехнические проблемы и пути их решения // Вестник мелиоративной науки. 2021. № 2. С. 28-32.Suxov A.A., Arkov D.P., Nikiforova D.N., Lyashenko K.A. Sarpinskaya orositelno-obvodnitelnaya sistema na territoriyah Volgogradskoj, Astrahanskoj oblastej i Respubliki Kalmykiya, ee geoekologicheskie i gidrotehnicheskie problemy` i puti ih resheniya // Vestnik meliorativnoj nauki. 2021. № 2. S. 28-32.Дедова Э.Б., Шабанов Р.М., Дедов А.А. Пути повышения эффективности функционирования рисовой оросительной системы на территории Сарпинской низменности // Colloquium-journal. 2019. № 5 (29). С. 41-43.Dedova E.B., Shabanov R.M., Dedov A.A. Puti povysheniya effektivnosti funktsionirovaniya risovoj orositelnoj sistemy na territorii Sarpinskoj nizmennosti // Colloquium-journal. 2019. № 5 (29). S. 41-43.Чоу В.Т. Гидравлика открытых каналов: Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1969. 464 с.Chou V.T. Gidravlika otkrytyh kanalov / [per. s angl.]. M.: Strojizdat. 1969. 464 s.Беновицкий Э.Л. Вывод расчетных зависимостей для коэффициента шероховатости частично заросших русел // Водные ресурсы. 1988. № 1. С. 68-74.Benovitskij E.L. Vyvod raschetnyh zavisimostej dlya koeffitsienta sherohovatosti chastichno zarosshih rusel // Vodnye resursy. 1988. № 1. S. 68-74.Долгушев И.А. Повышение эксплуатационной надежности оросительных каналов. М.: Колос, 1975. 136 с.Dolgushev I.A. Povyshenie ekspluatatsionnoj nadezhnosti orositelnyh kanalov. M.: Kolos, 1975. 136 s.Косиченко Ю.М. Обобщение данных по шероховатости русел каналов в земляном русле и облицовке // Экология и водное хозяйство. 2020. № 2 (5). С. 155-168.Kosichenko Yu.M. Obobshchenie dannyh po sherohovatosti rusel kanalov v zemlyanom rusle i oblitsovke // Ekologiya i vodnoe hozyajstvo. 2020. № 2 (5). S. 155-168.Косиченко Ю.М., Баев О.А. Гидравлическая эффективность оросительных каналов при эксплуатации // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15, № 8. С. 1147-1162.Kosichenko Yu.M., Baev O.A. Gidravlicheskaya effektivnost orositelnyh kanalov pri ekspluatatsii // Vestnik MGSU. 2020. T. 15. № 8. S. 1147-1162.Косиченко Ю.М., Баев О.А. Особенности гидравлических и фильтрационных расчетов осушительно-оросительной системы // Природообустройство. 2021. № 4. С. 90-98.Kosichenko Yu.M., Baev O.A. Osobennosti gidravlicheskih i filtratsionnyh raschetov osushitelno-orositelnoj sistemy // Prirodoobustrojstvo. 2021. № 4. S. 90-98.Ханов Н.В. Гидравлика водосбросов с тангенциальными завихрителями: монография. М.: МСХ РФ; МГУП, 2003. 224 с.Khanov N.V. Gidravlika vodosbrosov s tangencial`ny`mi zavixritelyami: monografiya. M.: MSH RF; MGUP, 2003. 224 s.Гурьев А.П., Румянцев И.С., Козлов Д.В., Ханов Н.В. и др. Модельные гидравлические исследования водосброса № 2 Богучанской ГЭС с отбросом струи с длинными разделительными стенками // Приволжский научный журнал. 2009. № 1 (9). С. 57-65.Gurjev A.P. Modelnye gidravlicheskie issledovaniya vodosbrosa № 2 Boguchanskoj GES s otbrosom strui s dlinnymi razdelitelnymi stenkami / Rumyantsev I.S., Kozlov D.V., Khanov N.V. i dr. // Privolzhskij nauchnyj zhurnal. 2009. № 1(9). S. 57-65.Рылова И.А., Боровков В.С. Эквивалентная шероховатость напорных и безнапорных водоводов // Вестник МГСУ. 2013. № 4. С. 181-187.Rylova I.A., Borovkov V.S. Ekvivalentnaya sherohovatost napornyh i beznapornyh vodovodov // Vestnik MGSU. 2013. № 4. S. 181-187.Ткачев А.А., Гурин К.Г. Опытное определение формы движения потока на лотке быстротока с усиленной шероховатостью при пропуске расчетного расхода q = 30 м3/с // Мелиорация и водное хозяйство: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 145-тилетию образования «Донлесхоза» (ГБУ РО «Дирекция особо охраняемых природных территорий областного значения»). Новочеркасск: ООО «Лик», 2021. С. 109-118.Tkachev A.A., Gurin K.G. Opytnoe opredelenie formy dvizheniya potoka na lotke bystrotoka s usilennoj sherohovatostjyu pri propuske raschetnogo raskhoda q = 30 m3/s // Melioratsiya i vodnoe hozyajstvo: materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferentsii, posvyashchennoj 145-tiletiyu obrazovaniya «Donleskhoza» (GBU RO «Direktsiya osobo ohranyaemyh prirodnyh territorij oblastnogo znacheniya»). Novocherkassk: OOO «Lik», 2021. S. 109-118.Ткачев А.А., Гурин К.Г. Гидравлические лабораторные исследования лотка быстротока Новотроицкого водохранилища при пропуске расчетного расхода q = 260 м3/с // Мелиорация как драйвер модернизации АПК в условиях изменения климата: материалы II Международной научно-практической интернет-конференции. Новочеркасск: ООО «Лик», 2021. С. 65-76.Tkachev A.A., Gurin K.G. Gidravlicheskie laboratornye issledovaniya lotka bystrotoka Novotroitskogo vodohranilishcha pri propuske raschetnogo raskhoda q = 260 m3/s // Melioratsiya kak drajver modernizatsii APK v usloviyah izmeneniya klimata: materialy II Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj internet-konferentsii. Novocherkassk: OOO «Lik», 2021. S. 65-76.Huai W.X., Zhang J., Wang W.J., Katul G.G. Turbulence structure in open channel fl ow with partially covered artifi cial emergent vegetation // Journal of Hydrology. 2019. Pp. 180-193.Huai W.X., Zhang J., Wang W.J., Katul G.G. Turbulence structure in open channel flow with partially covered artifi cial emergent vegetation // Journal of Hydrology. 2019. Pp. 180-193.Мамедов Ахмед Ширин Оглы. О расчете коэффициента Шези речного потока // Природообустройство. 2011. № 3. С. 62-67.Mamedov Axmed Shirin Ogly. O raschete koeffitsienta Shezi rechnogo potoka // Prirodoobustrojstvo. 2011. № 3. S. 62-67.Кочкарева А.С., Ахмедова Н.Р. Определение коэффициентов шероховатости при выполнении гидрологических исследований // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2021. Т. 7, № 1. С. 17-22.Kochkareva A.S., Ahmedova N.R. Opredelenie koeffitsientov sherohovatosti pri vypolnenii gidrologicheskih issledovanij // Vestnik nauki i obrazovaniya Severo-Zapada Rossii. 2021. T. 7. № 1. S. 17-22.Богомолов А.И., Михайлов К.А. Гидравлика: учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1965. 632 с.Bogomolov A.I., Mikhajlov K.A. Gidravlika: uchebnik dlya vuzov. M.: Strojizdat, 1965. 632 s.Справочник по гидравлическим расчетам / П.Г. Киселев и др. 4-е изд., перераб. и доп.; репр. воспр. изд.1972 г. М.: ЭКОЛИТ, 2011. 312 с.Spravochnik po gidravlicheskim raschetam / P.G. Kiselev [i dr.]. 4-e izd., pererab. i dop.; repr. vospr. izd. 1972 g. M.: EKOLIT, 2011. 312 s.Снежко В.Л. Использование универсальных формул при экспериментальном определении гидравлически эквивалентной шероховатости // Научное обозрение. 2011. № 3. С. 28-36.Snezhko V.L. Ispolzovanie universalnyh formul pri eksperimentalnom opredelenii gidravlicheski ekvivalentnoj sherohovatosti // Nauchnoe obozrenie. 2011. № 3. S. 28-36.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.