أساسيات الهيدروليك

325 دقيقة واحدة

1996 المصبات البحرية لمياه الصرف الصحي

أ.د عادل رفقي عوض

KFAS

الهيدروليك علوم الأرض والجيولوجيا

ندرس حالة قناة عريضة بمقطع مستطيل الشكل وبقاعدة أفقية (الشكل رقم 2-1).

ويرينا الشكل حالة جريان بالإسالة كحالة ثابتة، يكون فيها تفاضل قوة الثقالة (الإسالة) على العنصر السائل

متوازناً مع قوة الاحتكاك القاعدية للقناة (to. L).

وبالمساواة بين القوتين المذكورتين نحصل على العلاقة الهامة التالية:

حيث I تعني ميل سطح المياه ولا تعني اجهادات الاحتكاك.

وتعطي سرعة التوزيع على المقطع الرأسي بالعلاقة:

حيث: U_f تمثل سرعة الاحتكاك المعرفة بالمساواة:

و K تعبر عن الخشونة الفعلية بالمتر (m)

بتكامل العلاقة رقم (4) على المجال الشاقولي فإن التعبير التالي. للسرعة الوسطية على المجال الرأسي يكون:

ونلاحظ أنه يمكننا التعويض عن العلاقة رقم (O) بعلاقة مانينغ:

حيث M تمثل عدد (مانينغ)

وتقدر قيمة القدد بحوالي 40م ^3/1/ ثا للمصادر المائية الطبيعية، وهي تربط بالخشونة الفعلية التي تساوي 10 سم تقريبا. ويمكن كذلك أن يحدث جريان المياه تحت فعالية الاحتكاك السطحي للمياه (على سبيل المثال الاحتكاك الناتج عن الرياح) في هذه الحالة فإن احتكاك الرياح يوازن احتكاك القاعدة.

ويمكن بشكل تقريبي التعبير عن سرعة الجريان الوسطية بإدخال القيمة في المساواة رقم (6) فنحصل على التالية والمعبرة عن سرعة الجريان.