تعیین مقطع بهینه و مشخصات هیدرولیکی کانال‏های پیش ساخته بتنی(کانالت)

امروزه استفاده از کانال‏های بتنی پیش ساخته (کانالت) به دلیل تمرکز در ساخت، امکان کنترل کیفی و کمی‏ بالا در مراحل مختلف ساخت و نیز سرعت بالای تولید و بهره‏ برداری مورد توجه خاص قرار گرفته است. علی‏رغم گذشت سه دهه از قدمت تولید و نصب کانالت‏ در ایران، برای طراحی تیپ‏های مختلف آن از آیین‏ نامه‏ های قدیمی استفاده می‏شود. در این تحقیق ابتدا با توجه به نحوه اجرا و بهره ‏برداری از کانالت‏ها، تعریفی برای مقطع بهینه این سیستم ارائه گردید. سپس مشخص شد که مقطع نیم ‏بیضی با نسبت قطر کوچک به بزرگ برابر 0.436، مقطع بهینه کانالت می‏باشد. مقایسه‏ای بین مقطع بهینه کانالت و مقطع نیم‏ دایره، نشان‏دهنده‏ای ارجحیت کانالت در کاهش تبخیر به میزان 34 درصد نسبت به مقطع نیم‏دایره در قبال افزایش 13 درصدی بتن مصرفی دارد که این امر به ویژه در مناطق با تبخیر بالای آب از اولویت بیشتری برخوردار است. همچنین با تعیین مشخصات هندسی کانال با مقطع نیم‏بیضی ناکامل (دارای عمق آزاد)، معادلات صریحی برای تعیین عمق بحرانی و نرمال در کانال با مقاطع نیم‏بیضی ارایه شد. معادلات پیشنهادی علاوه بر سادگی و درستی بالا، دارای حداکثر خطای نسبی کمتر از 1.4 درصد است.

Determine Optimal Section and Hydraulic Characteristics of Precast Concrete Channels (Canalette)

Nowadays, the use of precast concrete channels (canalette) have been considered due to its focus on manufacturing, the possibility of high quality and quantity control in different stages of construction, as well as high speed production and operation. Despite passage of three decades of production archaism and canalette installation in Iran, are used from old regulations for the design of different types. In this study, initially with regard to the implementation and operation of canalettes, was developed definition for optimal section of this system. Then it was determined that semielliptical crosssection with a ratio of small to large diameter of 0.436 is the optimal section of canalette. A comparison between the optimal section of canalette and semicircular crosssection, represents canalette priority to reduce evaporation to 34% compared to the semicircular crosssection against an increase of 13 percent is consumed concrete, this is of higher priority especially in areas with high evaporation of water. Also, by determining the geometric characteristics of the channel with incomplete half ellipse section (with free depth), the explicit equations were presented for determining the critical and normal depth in a channel with halfellipse sections. The proposed equations exhibit both simplicity and high accuracy, have a maximum relative error of less than 1.4%.