Дорожные канавы рассчитывают по уравнению равномерного движения жидкости. Для бассейнов площадью больше 0,1 км2 расход определяем по формуле:
(32)
где aрасч – расчетная продолжительность интенсивности ливня;
F – площадь водосбора канавы, км2;
φ – коэффициент редукции.
Расчетную продолжительность интенсивности ливня определяем по формуле (16):
Первый участок:: 
;
Второй участок: 
;
Третий участок: 
;
Четвертый участок: 
.
Коэффициент редукции определяем по формуле (17):
Первый участок: 
;
Второй участок: 
;
Третий участок: 
;
Четвертый участок: 
.
Расход канавы определяем по формуле (32):
Первый участок:: 
;
Второй участок:: 
;
Третий участок: 
;
Четвертый участок: 
.
Тип укрепления канавы выбираем в зависимости от уклона канавы по [2]:
Для канавы на первом участке: i = 7 ‰ – без укрепления;
Для канавы на втором участке: i = 20 ‰ – одерновка;
Для канавы на третьем участке: i = 31 ‰ – одерновка;
Для канавы на четвертом участке: i = 55 ‰ – быстроток.
После этого выбираем сечение канавы трапецеидальной формы.
Рисунок 14 – Схема трапецеидальной канавы
Гидравлические элементы находим по зависимостям:
а) площадь сечения потока, м2:
(33)
где b – ширина канавы по дну, b = 0,8 м;
h – глубина воды, меньшая чем полная глубина канавы на 0,2 м;
m1 и m2 – показатели крутизны откосов канавы, m1 = m2 = 1,5.
;
;
;
;
;
;
;
.
б) смоченный периметр, м:
(34)
;
;
;
;
;
;
;
;
в) гидравлический радиус, м:
(35)
;
;
;
;
;
;
;
;
Результаты расчета заносим в таблицу 14
Талица 14– Результаты расчета канавы при ширине дна 0,8 м
| h, м | b, м | m1 | m2 | ω, м2 | χ,м | R, м | 
| 
|
| 0,1 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 0,095 | 1,1606 | 0,0819 | 0,1885 | 0,0179 |
| 0,2 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 0,22 | 1,5211 | 0,1446 | 0,2755 | 0,0606 |
| 0,3 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 0,375 | 1,8817 | 0,1993 | 0,3412 | 0,1279 |
| 0,4 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 0,56 | 2,2422 | 0,2498 | 0,3966 | 0,2221 |
| 0,5 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 0,775 | 2,6028 | 0,2978 | 0,4459 | 0,3456 |
| 0,6 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 1,02 | 2,9633 | 0,3442 | 0,4911 | 0,5010 |
| 0,7 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 1,295 | 3,3239 | 0,3896 | 0,5334 | 0,6908 |
| 0,8 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 1,6 | 3,6844 | 0,4343 | 0,5735 | 0,9175 |
Рассчитаем гидравлические элементы канавы при ширине дна b = 0,5 м. Результаты расчета заносим в таблицу 15
Талица 15 – Результаты расчета канавы при ширине дна 0,5 м
| h, м | b, м | m1 | m2 | ω, м2 | χ,м | R, м |
|
|
| 0,1 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 0,065 | 0,8606 | 0,0755 | 0,1787 | 0,0116 |
| 0,2 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 0,16 | 1,2211 | 0,1310 | 0,2580 | 0,0413 |
| 0,3 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 0,285 | 1,5817 | 0,1802 | 0,3190 | 0,0909 |
| 0,4 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 0,44 | 1,9422 | 0,2265 | 0,3716 | 0,1635 |
| 0,5 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 0,625 | 2,3028 | 0,2714 | 0,4192 | 0,2620 |
| 0,6 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 0,84 | 2,6633 | 0,3154 | 0,4633 | 0,3892 |
| 0,7 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 1,085 | 3,0239 | 0,3588 | 0,5049 | 0,5479 |
| 0,8 | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 1,36 | 3,3844 | 0,4018 | 0,5445 | 0,7406 |
Глубину воды в канаве определяем графоаналитическим способом, который сводится к построению графика. По оси абсцисс откладываем значения w·R2/3 и R2/3, а по оси ординат высоту h (рисунок 15,16).
Рисунок 15 – График расчёта канав при b=0,8м.
Рисунок 16 – График расчёта канав при b=0,5м.
Затем определяем величину w·R2/3 с учётом расхода по формуле:
w·R2/3 = Q·n/√i, (36)
где Q – расход на данном участке канавы, м/с;
n – коэффициент шероховатости, выбираемый для принятого типа укрепления на этом участке по [2];
i – уклон участка канавы.
Для первого участка канавы w·R2/3 = 3,283·0,03/(0,007)0,5= 1,177;
Для второго участка канавы w·R2/3 = 5,562·0,03/(0,02)0,5 =1,18;
Для третьего участка канавы w·R2/3 = 7,969·0,02/(0,031)0,5 = 0,910;
Для четвёртого участка канавы w·R2/3 = 9,314 ·0,017/(0,055)0,5 = 0,675.
Затем по графику находим значения h для каждого вычисленного значения w·R2/3 для каждого участка канавы и по h определяем R2/3 также для каждого участка канавы.
При значении b=0,8:
для первого участка канавы w·R2/3 = 1,177 => h = 0,869 => R2/3 =0,590;
для второго участка канавы w·R2/3 = 1,180 => h = 0,873 => R2/3 = 0,599;
для третьего участка канавы w·R2/3 = 0,910 => h = 0,792=> R2/3 = 0,565;
для четвёртого участка канавы w·R2/3 = 0,675 => h = 0,690 => R2/3 = 0,533.
При значении b=0,5:
для первого участка канавы w·R2/3 = 1,177 => h = 0,540 => R2/3 =0,550;
для второго участка канавы w·R2/3 = 1,180 => h = 0,550 => R2/3 = 0,560;
для третьего участка канавы w·R2/3 = 0,910 => h = 0,490 => R2/3 = 0,510;
для четвёртого участка канавы w·R2/3 =0,675 => h = 0,450 => R2/3 = 0,489.
После этого вычисляем скорость течения воды в канаве по формуле:
υ = R2/3·√i /n (37)
При значении b=0,8:
для первого участка канавы υ = 0,590·(0,007)0,5 /0,03 = 1,645 м/с;
для второго участка канавы υ = 0,599·(0,020)0,5 /0,03 = 2,824 м/с,
для третьего участка канавы υ = 0,565·(0,031)0,5/0,02 = 4,974 м/с;
для четвёртого участка канавы υ = 0,533·(0,055)0,5/ 0,017 = 7,353 м/с.
При значении b=0,5:
для первого участка канавы υ = 0,540·(0,007)0,5 /0,03 = 1,506 м/с;
для второго участка канавы υ = 0,550·(0,020)0,5 /0,03 = 2,593м/с;
для третьего участка канавы υ = 0,490·(0,031)0,5/0,02 = 4,314 м/с;
для четвёртого участка канавы υ = 0,489·(0,055)0,5/0,017 = 6,746м/с.
Скорости течения и соответствуют принятым типам укрепления.
Далее вычисляем площадь сечения потока по формуле (33) для каждого участка канавы с найденными по графику значениями h. При b=0,8:
w1 = 0,8·0,869+(1,5+1,5)·0,8692/2 =1,8279м2 – для первого участка канавы;
w2 = 0,8·0,873+(1,5+1,5)·0,8732/2 = 1,8416 м2 – для второго участка канавы;
w3 = 0,8·0,792+(1,5+1,5)·0,7922/2 = 1,5745 м2 – для третьего участка канавы;
w4 = 0,8·0,690+(1,5+1,5)·0,6902/2 = 1,2662 м2 – для четвёртого участка канавы.
При b=0,5:
w1 = 0,5·0,540+(1,5+1,5)·0,5402/2 = 0,7074 м2 – для первого участка канавы;
w2 = 0,5·0,550+(1,5+1,5)·0,5502/2 = 0,7288 м2 – для второго участка канавы;
w3 = 0,5·0,490+(1,5+1,5)·0,4902/2 = 0,6052 м2 – для третьего участка канавы;
w4 = 0,5·0,450+(1,5+1,5)·0,4502/2 = 0,5288 м2 – для четвёртого участка канавы.
После этого вычисляем расходы на участках канавы по формуле:
Q = w·υ (38)
При b=0,8:
Q1 = 1,8279·1,645 = 3,0069 м3/с – для первого участка канавы;
Q2 = 1,8416·2,824 =5,2007 м3/с – для второго участка канавы;
Q3 = 1,5745·4,974= 7,8316 м3/с – для третьего участка канавы;
Q4 = 1,2662·7,353 = 9,3104 м3/с – для четвёртого участка канавы.
При b=0,5:
Q1 = 0,7074·1,506 = 1,0653 м3/с – для первого участка канавы;
Q2 = 0,7288·2,593 = 1,8900 м3/с – для второго участка канавы;
Q3 = 0,6052·4,314 = 2,6108 м3/с – для третьего участка канавы;
Q4 = 0,5288·6,746 = 3,5673 м3/с – для четвёртого участка канавы.
Далее определяем общую глубину канавы, которая на 20 см больше высоты воды в канаве, по участкам по формуле:
Hiобщ. = hi + 0,2, (39)
где Hiобщ. – общая глубина канавы;
hi – глубина воды в канаве.
При b=0,8:
H1общ. = 0,869 + 0,2 = 1,069 м – первый участок канавы;
H2общ. = 0,873 + 0,2 = 1,073 м – второй участок канавы;
H3общ. = 0,792 + 0,2 = 0,992м – третий участок канавы;
H4общ. = 0,690 + 0,2 = 0,890 м – четвёртый участок канавы.
При b=0,5:
H1общ. = 0,540 + 0,2 = 0,740 м – первый участок канавы;
H2общ. = 0,550 + 0,2 = 0,750 м – второй участок канавы;
H3общ. = 0,490 + 0,2 = 0,690 м – третий участок канавы;
H4общ. = 0,450 + 0,2 = 0,650 м – четвёртый участок канавы.
