(2)

gdzie:

c - współczynnik przepływu zależny od tarcia;

n - współczynnik szorstkości Mannina;

(3)

gdzie:

v - średnia prędkość przepływu [m/s];

c - współczynnik przepływu;

R - promień hydrauliczny [m]

I - spadek zwierciadła wody;

W metodzie średniego współczynnika szorstkości wartość n modyfikuje się wprowadzając szorstkość zastępczą n_z:

(4)

gdzie:

n_i - współczynnik szorstkości na odcinku l_i obwodu zwilżonego;

Natężenie przepływu Q:

Q = F ⋅ v (5)

gdzie:

F - powierzchnia przekroju poprzecznego koryta [m²]; (obliczana ze wzoru na pole trójkąta

lub trapezu

v - średnia prędkość przepływu [m/s];

2. Metoda średnich współczynników szorstkości Manninga

Założono różne napełnienia h i obliczano kolejno:

h = 0,10 m

- obwód zwilżony:

L = L₄ + L₅

L = 2,50 + 0,76 = 3,27 m

- pole powierzchni przekroju :

F = 0,5 ^. |AB| ^. h

F = 0,5 ^. 3,27 ^. 0,10 = 0,16 m²

- średni współczynnik szorstkości Manninga:

- promień hydrologiczny:

- współczynnik prędkości:

- prędkość przepływu:

- przepływ:

Q = F ⋅ v = 0,16 ⋅ 0,07 = 0,011 m³/s

W tabeli 1 zamieszczono wyniki obliczeń, a na wykresie nr1 wykreśloną krzywą konsumcyjną metody średnich współczynników szorstkości manninga.

3. Metoda koryta wielodzielnego

Zakładano różne napełnienia h i obliczano kolejno:

h = 0,10 m

- obwód zwilżony:

L₄ = 2,502 m

L₅ = 0,764 m

- pole powierzchni przekroju :

F₄ = 0,125 m²

F₅ = 0,038 m²

- współczynniki szorstkości Manninga:

n₄ = 0,063

n₅ = 0,057

- promień hydrologiczny:

- współczynnik prędkości:

- prędkość przepływu:

- przepływ:

Q₄ = F₄ ⋅ v₄ = 0,125 ⋅ 0,068 = 0,009 m³/s

Q₅ = F₅ ⋅ v₅ = 0,038 ⋅ 0,075 = 0,003 m³/s

Q = Q₄ + Q₅ = 0,011 m³/s

Wszystkie wyniki obliczeń zestawiono w tabelach 2 - , a na wykresie nr2 wykreślono krzywą konsumcyjną metody koryta wielodzielnego.

4. Wnioski

W metodzie średniego współczynnika szorstkości oblicza się wspólnie pola powierzchni przy danym napełnieniu, uśrednia się współczynniki szorstkości, a co za tym idzie uśrednia się przepływy.

Natomiast w metodzie koryta wielodzielnego te uśredniane powyżej wymienione wielkości oblicza się osobno dla danego pionu hydrometrycznego zależnie od napełnienia. W efekcie metoda ta staje się dokładniejsza.

Na wykresie nr3 można zauważyć, że od napełnienia ok. 0,67 m krzywe konsumcyjne wykonują specyficzne odsunięcie każda w przeciwną stronę, gdyż właśnie od tego poziomu koryto zmienia swój kształt przekroju. Oznacza to, że metoda koryta wielodzielnego lepiej uwzględnia zmieniający się kształt profilu poprzecznego koryta.

6

---