Robinson, Rice & Kadavy (1998) разработали два эмпирических уравнения для медианного размера наброски D50 на основе уклона быстротока и удельного расхода. Уравнение 1 применяется для пологих уклонов (S0 < 0,10); Уравнение 2 — для крутых уклонов (0,10 ≤ S0 ≤ 0,40). Оба уравнения требуют qt в м²/с и возвращают D50 в мм. Проверенный диапазон: 0,02 ≤ S0 ≤ 0,40.
Удельный расход
qt — суммарный удельный расход у гребня быстротока (полный расход на единицу ширины). Для канала с шириной дна B и полным расходом Q приближённо qt ≈ Q / B, либо вычислите его из условия критической глубины у входа в быстроток.
Фильтрационный поток через каменную мантию
Часть полного расхода проходит через поры каменной наброски (расход через мантию qm); остаток течёт по поверхности камня (qs = qt − qm). Глубина потока d вычисляется по уравнению Маннинга для поверхностного расхода qs с использованием шероховатости быстротока n. Пористость по умолчанию np = 0,45 типична для угловатого дроблёного камня.
Допустимый диапазон размера камня
Уравнения разработаны для диапазона D50 от 15 мм до 278 мм. Результаты за пределами этого диапазона являются экстраполяцией и должны применяться с дополнительной инженерной осторожностью.
Отметка водобойной плиты на выходе
Отметка верха наброски на выходном участке должна быть на уровне или ниже отметки дна нижнего канала. Если она выше — выходной камень будет неустойчивым.
Inlet Ponding
Если нормальная глубина во входном канале меньше напора на пороге (Hp), требуемого для пропуска qt, выше входного порога возникает стеснение потока или подпор. Это, как правило, допустимо — подпор снижает скорость и предотвращает эрозию выше по течению. Для проверки: воспользуйтесь калькулятором водослива, найдите Hp для заданных qt и ширины гребня, затем сравните с нормальной глубиной входного канала. Если Hp превышает нормальную глубину, подпор возникнет.
Источник
Robinson, K.M., Rice, C.E., and Kadavy, K.C. (1998). "Design of rock chutes." Transactions of the ASAE, 41(3), 621–626. USDA ARS также публикует таблицу Excel на основе того же метода.