Технические требования к гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности оросительных каналов в земляном русле

Показатели	Значения
Коэффициент шероховатости русла	не более 0,25-0,030
Средняя скорость течения, м/с	не менее 0,3
Потери на фильтрацию, л/(сут·м ):	не более
· для внутрихозяйственных каналов	100
· для магистральных и распределительных каналов	150-200
Глубина залегания уровня грунтовых вод в приканальной зоне, м	не менее 3-5
Потери воды, связанные с утечками через уплотнения гидротехнических сооружений, л/с на 1 м	не более 0,1-0,2
Коэффициент полезного действия:	не менее
· магистральных каналов	0,90
· распределительных каналов	0,93
Вероятность пропуска заданного расхода	не менее 0,90
Вероятность обеспечения гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности	не менее 0,97

Таблица 2.2

Технические требования к гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности оросительных каналов с противофильтрационными одеждами

Показатели	Значения
Коэффициент шероховатости русла	не более 0,017
Средняя скорость течения, м/с	не менее 0,55
Максимальная скорость течения, м/с	не менее 4,0-5,0
Осредненный коэффициент фильтрации облицовки, 10 см/с	не более 0,3-1,5
Глубина залегания уровня грунтовых вод в приканальной зоне, м	не менее 3-5
Утечки воды через уплотнения затворов гидротехнических сооружений, л/с на 1 м	не более 0,1-0,2
Коэффициент полезного действия оросительных каналов:	не менее
· с бетонопленочными облицовками	0,96-0,98
· с бетонными и железобетонными облицовками	0,93-0,96
Вероятность пропуска заданного расхода	не менее 0,90
Вероятность обеспечения гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности	не менее 0,97

Таблица 2.3

Технические требования к гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности лотковых каналов

3. РАСЧЕТЫ ПО ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ НА ГИДРАВЛИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ НАДЕЖНОСТЬ ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ

       3.1. Гидравлические сопротивления и шероховатость русел каналов по данным натурных наблюдений за пропускной способностью и уклоном свободной поверхности потока определяются по формулам:

;                                         (3.1)

;                                  (3.2)

       где  - коэффициент гидравлических сопротивлений (коэффициент Дарси);  - средняя скорость потока;  - гидравлический радиус;  - уклон свободной поверхности потока;  - коэффициент шероховатости русла канала;  - расход в канале;  - площадь живого сечения.

       Расход в канале , площадь живого сечения  и уклон свободной поверхности  определяются в результате натурных гидравлических исследований: расход находится гидрометрическим методом, площадь живого сечения и уклон свободной поверхности вычисляются на основании проведенных промеров.

       3.2. Расчетное значение пропускной способности вычисляется по формуле равномерного движения:

,                                    (3.3)

       где  - коэффициент Шези;  - уклон дна канала, значение которого при равномерном движении совпадает с уклоном свободной поверхности ( ).

       3.3. Коэффициент Шези можно рассчитать по одной из наиболее точных зависимостей - формуле Н.Н.Павловского:

,                                     (3.4)

       где .

       3.4. Число Рейнольдса, характеризующее область гидравлических сопротивлений, определяется как:

,                                  (3.5)

       где  - кинематический коэффициент вязкости воды ( 0,01 cм /с).

       3.5. Число Фруда, характеризующее состояние потока, находится как:

,                                     3.6)

       где  - коэффициент Кориолиса ( 1,1);  - ускорение свободного падения;  - средняя глубина потока.

       3.6. При 580 наблюдается турбулентный режим движения, при 1 - спокойное состояние потока, при 1 - бурное состояние.

       3.7. Область сопротивления рекомендуется определять, исходя из условия Прандтля-Никурадзе:

,                             (3.7)

       где  - динамическая скорость потока;  - высота эквивалентной шероховатости.

       При выполнении соотношения (3.7) наблюдается квадратичная область сопротивления.

       3.8. Для определения коэффициента гидравлических сопротивлений используется следующая (общая) зависимость:

.                                      (3.8)

       3.9. Для каналов в земляном русле коэффициент гидравлических сопротивлений можно рассчитать по зависимости (3.8) с учетом формулы (3.4) или по эмпирическим зависимостям:

· для каналов в связных грунтах и заиленных песках в средних эксплуатационных условиях

;                          (3.9)

· для каналов в динамически устойчивом песчаном ложе

.                              (3.10)

       3.10. Для бетонных русел каналов в переходной и квадратичной области сопротивления коэффициент Шези может быть рассчитан по формуле:

.                          (3.11)

       3.11. Коэффициент гидравлических сопротивлений для спокойных ( 1) и бурных потоков ( 1) в бетонных руслах можно определить по эмпирическим формулам:

;                 (3.12)

(3.13)

или

;                    (3.14)

.                     (3.15)

       3.12. С целью уточнения значения назначаемой относительной ширины облицованного канала можно воспользоваться зависимостью, полученной исходя из условия увеличения стоимости облицовки для варианта канала, близкого к гидравлически наивыгоднейшему сечению  против варианта с гидравлически наивыгоднейшим сечением  на 2 % (т.е. 1,02):

.                (3.16)

       Заменяя под корнем  через известную зависимость:

,                          (3.17)

равенство (3.16) перепишем в виде:

.              (3.18)

       3.13. Для определения осредненного коэффициента фильтрации облицовок с пленочными экранами (бетонопленочных и грунтопленочных) для наиболее общего случая с учетом проницаемости основания используются следующие расчетные зависимости:

;             (3.19)

 (при 1,0 м);          (3.20)

 (при 1,0 м);  (3.21)

; ; ,                                    

       где  - толщина защитного покрытия (облицовки);  - глубина воды;  - поврежденность пленочного экрана, %;  - средний радиус условных отверстий пленочного экрана, равномерно распределенных по площади;  - пьезометрический напор в месте повреждений пленочного экрана;  - средняя интенсивность повреждений на единице площади;  - площадь облицовки; ,  - коэффициенты фильтрации материала защитного покрытия и грунта подстилающего основания;  - высота капиллярного вакуума грунта;  - вероятность соответствия распределения повреждений закону Пуассона;  - число повреждений на площади ;  - количество интервалов среднего числа повреждений.

       3.14. Для бетонных и железобетонных облицовок осредненный коэффициент фильтрации при наличии шероховатых трещин или разрушенных швов определяется по формулам:

· при ламинарном режиме движения ( )

;                (3.22)

· при турбулентном режиме движения ( )

,       (3.23)

       где  - удельный вес воды;  - динамический коэффициент вязкости воды; ,  - соответственно средняя ширина раскрытия и длина трещины;  - средняя высота выступов шероховатости стенок трещины; - число Рейнольдса.

       3.15. Допускаемые значения коэффициентов фильтрации различных типов облицовок  представлены в табл.3.1, составленной на основании статистической обработки и анализа натурных данных.

Таблица 3.1

       Осредненные значения коэффициентов фильтрации различных типов противофильтрационных облицовок

Типы облицовок	Осредненный коэффициент фильтрации облицовки , 10 см/с
	Среднестатистический (по данным натурных наблюдений)	Допускаемый (по данным расчета)
Грунтопленочные	0,52-2,82	0,5-1,5
Бетонопленочные монолитные	0,71-1,91	0,1-0,5
Бетонопленочные сборно-монолитные	0,33-3,60	0,5-1,0
Бетонопленочные сборные	2,69-3,82	1,0-1,5
Железобетонные монолитные	0,73-4,87	2,5-3,5
Железобетонные сборно-монолитные	4,50-8,30	3,5-4,5
Железобетонные сборные	5,49-9,50	4,5-7,0
Бетонные монолитные	0,92-16,10	3,0-5,0
Бетонные сборные	10,35-24,90	5,0-10,0

       3.16. Учитывая, что осредненный коэффициент фильтрации облицовки подчиняется нормальному закону Гаусса, допускаемое его значение с заданной надежностью и вероятностью безотказной работы  при сроке эксплуатации канала  и числе выбросов за средний уровень  найдем по зависимости:

,                    (3.24)

       где  - характеристика (коэффициент) надежности облицовки:

;           (3.25)

; ;  - среднеквадратическое отклонение коэффициента фильтрации облицовки;  - среднее число нулей случайного процесса  за время , определяемое путем подсчета числа пересечений кривой среднего уровня .

       3.17. При оценке эксплуатационной надежности облицованного канала важное значение имеет его требуемый КПД, который может служить комплексным показателем эксплуатационной безопасности каналов на оросительной системе. Для расчета требуемого КПД облицованного канала по условиям эксплуатационной надежности следует использовать формулы:

· для условий свободной фильтрации

;      (3.26)

· для условий подпертой фильтрации

;        (3.26')

       где  - расход воды в канале;  - ширина канала по дну;  - заложение откосов;  - длина канала;  - фильтрационное сопротивление на гидродинамическое несовершенство канала;  - проводимость основания;  - критическая глубина залегания уровня грунтовых вод при 0;  - интенсивность испарения на поверхности почвы.

       3.18. Подъем уровня грунтовых вод вследствие фильтрации из облицованного канала определяется из уравнений:

· в случае свободной фильтрации

;              (3.27)

;                                       

· в случае подпертой фильтрации

;                   (3.27')

,                                   

       где  - подъем уровня грунтовых вод под каналом;  - ширина канала по урезу воды;  - расстояние от канала до приканального дренажа (местного понижения);
- фильтрационное сопротивление дренажа; ,  - коэффициенты фильтрации слоев грунта; ,  - максимальная ордината уровня грунтовых вод под каналом и глубина уровня грунтовых вод под границей раздела грунтовых слоев;  - мощность второго слоя.

       При этом предельный подъем уровня грунтовых вод относительно поверхности земли должен определяться высотой капиллярного поднятия воды и ориентировочно составляет:

· для несвязных грунтов - 1 м;

· для суглинистых грунтов - 3 м;

· для глинистых грунтов - 5 м.

       3.19. Гидравлическая эффективность облицованного канала характеризуется как максимальной пропускной способностью, так и минимальными потерями на фильтрацию. При этом такие каналы целесообразно проектировать близкими к гидравлически наивыгоднейшему сечению.

       3.20. Назначение параметров гидравлически эффективных облицованных каналов осуществляется для относительной ширины , находящейся в пределах

,                                   .28)

       где  - относительная ширина канала по дну для гидравлически наивыгоднейшего сечения по пропускной способности:

;                    (3.29)

       - параметр для сечения канала, близкого к гидравлически наивыгоднейшему по пропускной способности, который рекомендуется определять по формуле

;                            30)

;

       3.21. Запроектированный по указанным рекомендациям облицованный канал будет иметь 2,2-5,3 и является практически близким к гидравлически наивыгоднейшему сечению по пропускной способности и в то же время характеризуется потерями на фильтрацию, близкими к минимальным.

       3.22. Так как пропускная способность облицованного канала является случайной величиной, зависящей от различных факторов (однородности шероховатости поверхности облицовки, деформаций плит облицовки, изменения геометрических параметров канала и уклона дна, отложения наносов по дну и др.), определяется вероятность  обеспечения пропускной способности канала расходу , удовлетворяющей параметру .

       3.23. Пропускную способность канала с достаточной точностью можно считать распределенной по нормальному закону:

,                         (3.31)

       где  - интеграл вероятности;  - уклон дна канала;  - расчетный расход в канале трапецеидального сечения;  - среднеквадратическое отклонение расхода.

       3.24. Среднеквадратическое отклонение расхода находим по зависимости:

.        3.32)

       3.25. При рассмотрении условия незаиляемости облицованных каналов следует также учитывать случайные факторы, влияющие на вероятность незаиления даже при скоростях больших, чем незаиляющие. Поэтому важно установить минимальную расчетную скорость течения потока, исключающую вероятность заиления канала наносами при возможных случайных возмущениях.

3.26. Расчет минимальной расчетной скорости течения потока с определенной вероятностью производится по формуле

,          (3.33)

       где  - допускаемая незаиляющая скорость потока, определяемая по формулам СНиП 2.06.03-85;  - среднее количество выбросов за нулевой уровень (значение незаиляющей скорости );  - продолжительность работы канала;  - вероятность незаиления канала.

       3.27. Соблюдение условия  позволит исключить возможность заиления русла облицованного канала, а следовательно, и вероятность зарастания его растительностью и водорослями. Это условие можно отнести к экологическим требованиям для облицованных каналов.

       3.28. При удовлетворительном качестве облицованных каналов и их нормальных условиях эксплуатации без заиления и зарастания коэффициенты шероховатости изменяются от 0,014 до 0,019. В случае неудовлетворительного состояния поверхности облицовки и развития в каналах водной растительности их коэффициент шероховатости достигает значений 0,025-0,032, что в 1,8-2,3 раза выше, чем в каналах с хорошим состоянием облицовок и нормальными условиями эксплуатации.

       3.29. Основными факторами, определяющими развитие водорослей (фитобентоса) в каналах, являются: характер ложа, прозрачность воды, скорость ее течения, колебания уровня воды, очистка каналов и осушение их на зиму, наличие в воде и грунтах биогенных веществ, температурный режим, обилие фитопланктона. При этом первостепенное значение имеет характер ложа, в частности наличие твердых покрытий (облицовок). Величина биомассы водорослей зависит от характера ложа и на облицованных каналах значительно выше, чем на необлицованных, достигая 200-300 г/м . Микрофитобентос (сообщества нитчатых водорослей) в большом количестве развивается в облицованных каналах с евтрофированными водоисточниками при скорости течения в зоне развития водорослей менее 0,5 м/с. При благоприятных условиях, когда в каналах имеется достаточное содержание биогенных элементов (азота, фосфора), фитомасса нитчатых водорослей достигает 2000-4000 г/м . Необходимо отметить, что в облицованных каналах на развитие донных водорослей влияет заиление облицовок.

       3.30. С точки зрения ограничения биологического загрязнения (развития водорослей) на облицованных каналах целесообразно применение бетонных покрытий, необходимо предусматривать регулярную их очистку от водорослей и ила. При этом в облицованных каналах должны обеспечиваться повышенные скорости течения (максимальные скорости в зоне развития водорослей - не менее 1 м/с, средние скорости в пределах живого сечения потока - не менее 0,5 м/с) и достаточно высокая мутность воды, ограничивающие развитие водорослей на откосах. Ограничению развития водорослей способствует также увеличение крутизны откосов и глубины канала, что будет соответствовать поперечному сечению, близкому к гидравлически наивыгоднейшему.

       3.31. Эксплуатационная надежность противофильтрационных облицовок зависит от интенсивности трещинообразования под воздействием внешних нагрузок и разрушения герметизации деформационных швов в бетонных облицовках, зависит от степени повреждаемости и долговечности (старения) пленочного элемента в грунтопленочных и бетонопленочных облицовках.

       3.32. Появление различных повреждений (трещин и раковин в бетоне, проколов и разрывов в пленке) считается случайным и достаточно редким событием. В соответствии с проведенной статистической обработкой распределение частоты повреждений на единице площади за время  подчиняется закону Пуассона.

       3.33. Зависимость дня определения срока службы облицовки с заданной надежностью имеет вид:

,                (3.34)

где ;  - средняя частота выбросов за средний уровень допускаемой поврежденности облицовки;  - число повреждений, превышающих допускаемое значение за время эксплуатации ;  - вероятность безотказной работы облицовки; ,  - соответственно допускаемое и среднее эксплуатационное значения повреждаемости облицовки;  - среднеквадратическое отклонение повреждаемости.

3.34. Для иллюстрации приведем пример расчета срока службы облицовки при следующих данных: средняя поврежденность облицовки после 5 лет эксплуатации 0,33·10 со средней частотой 0,20 и среднеквадратическим отклонением 0,1·10 ; 0,94·10 ; 0,25·10 . Подставляя исходные данные в формулу (3.34), найдем предельное время эксплуатации облицовки при вероятности безотказной работы 0,90:

27,8 лет.

Зависимость (3.34) позволяет определить срок службы облицовки и тем самым оценить надежность противофильтрационных облицовок с учетом вероятностных статистических характеристик их повреждаемости в процессе эксплуатации каналов.

4. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ КАНАЛОВ

4.1. В общем случае гидравлическая эффективность и эксплуатационная надежность каналов будет записываться соотношением:

, (4.1)

где  - нагрузка (гидравлические или эксплуатационные характеристики канала);  - сопротивляемость канала (допускаемые характеристики).

4.2. Для оценки надежности каналов на этапе проектирования предусматривают следующие этапы:

1) анализируют возможные отказовые ситуации. При отсутствии соответствующих данных анализ проводят, используя информацию по отказам аналогичных объектов;

2) строят модели отказов, проводят схематизацию трассы канала и всех внешних воздействий;

3) выбирают рациональные количественные признаки и показатели эффективности, качества и эксплуатационной надежности;

4) устанавливают расчетные средние значения и среднеквадратические отклонения по данным аналогичных объектов;

5) устанавливают количественные показатели эффективности и надежности элементов канала;

6) сравнивают полученные показатели надежности каналов с требуемыми по техническим условиям.

4.3. В качестве общего показателя надежности функционирования канала можно рассматривать вероятность безотказной работы , тогда условие надежности имеет вид:

, (4.2)

где  - расчетное значение вероятности безотказной работы;  - требуемое значение вероятности безотказной работы.

4.4. Требуемое значение вероятности  принимается достаточно высоким (0,90; 0,95; 0,99), что будет гарантировать высокую надежность канала.

4.5. Когда условия (4.1) и (4.2) не удовлетворяются, то требования по надежности считаются невыполненными, и необходимо провести доработку, которая обеспечит выполнение указанных соотношений.

4.6. Основные технические требования к гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности каналов оросительных систем, составленные на базе существующих нормативов (СНиП и др.) и опыта эксплуатации, характеризуются качественными показателями, представленными в табл.4.1.

Таблица 4.1

Технические требования к гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности каналов

Показатели	Значение
Коэффициент шероховатости русла	не более
- земляного	0,025-0,030
- облицованного	0,017
- лотков	0,015
Средняя скорость течения, м/с	не менее
- в земляном русле	0,30
- в облицовке	0,55
Потери на фильтрацию, л/(сут·м )	не более
- в земляном русле	100-200
- в облицовке	5-10
Коэффициент полезного действия	не менее
- в земляном русле	0,90-0,93
- в облицовке	0,93-0,98
- в лотках	0,97

4.7. В качестве универсального показателя гидравлической эффективности оросительных каналов можно считать КПД, который также непосредственно влияет и на эксплуатационную надежность.

4.8. Эксплуатационная надежность необлицованных каналов в земляном русле будет обеспечиваться, когда ожидаемые фильтрационные потери не превышают допустимых потерь и фильтрация из канала не вызовет подъема уровней грунтовых вод, и, как следствие, исключит подтопление и засоление орошаемых земель. При этом должны соблюдаться следующие условия:

; (4.3)

,

где  - допустимые потери воды на фильтрацию из канала;  - фильтрационные потери из земляного необлицованного русла, м /сут на 1 погонный метр;  - критическая глубина залегания грунтовых вод от поверхности земли с учетом капиллярного подъема, м;  - глубина залегания уровня грунтовых вод при подъеме его вследствие фильтрации из земляного необлицованного русла, м.

4.9. Требуемый КПД канала в земляном русле находится по выражению:

, (4.4)

где  - расход воды в канале.

4.10. Допустимые потери воды для магистральных и распределительных каналов устанавливаются в соответствии с нормативными значениями КПД, регламентируемыми согласно СНиП 2.06.03-85, или рассчитываются по зависимости:

, (4.5)

где  - допустимые потери на фильтрацию, л/(сут·м ), которые установлены на основе обобщения натурных данных;  - смоченный периметр канала;  - длина канала.

4.11. При оценке эксплуатационной надежности облицованного канала важное значение имеет его требуемый КПД, который может служить комплексным показателем эксплуатационной безопасности каналов на оросительной системе.

Требуемый КПД облицованного канала по условиям эксплуатационной надежности определяется по формулам (3.26), (3.26').

4.12. Вероятность обеспечения гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности работы каналов оросительных систем вычисляется по формуле (2.10).

5. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ КАНАЛОВ

5.1. Гидравлическая эффективность и эксплуатационная надежность оросительных каналов будет обеспечиваться при соблюдении следующих условий (функций эффективности и надежности):

1) по водопроницаемости русла канала:

· в земляном русле

; (5.1)

· с противофильтрационной одеждой

; (5.2)

2) по подъему уровня грунтовых вод

; (5.3)

3) по условиям незаиляемости и незарастаемости

; (5.4)

4) по пропускной способности

(5.5)

или

; (5.6)

5) по коэффициенту полезного действия

; (5.7)

6) по вероятности обеспечения эксплуатационной надежности

, (5.8)

где ,  - соответственно потери на фильтрацию фактические и допускаемые; ,  - осредненный расчетный и допускаемый коэффициенты фильтрации облицовки;  - глубина залегания уровня грунтовых вод при подъеме его в результате фильтрации из канала;  - критическая глубина залегания грунтовых вод от поверхности с учетом капиллярного подъема; ,  - действительная средняя и незаиляющая скорости течения в канале; ,  - фактическая и проектная пропускная способность канала;  - расход канала гидравлически наивыгоднейшего сечения; ,  - фактический и требуемый КПД по условиям эксплуатационной надежности; ,  - фактическая и требуемая вероятности обеспечения эксплуатационной надежности.

5.2. В соответствии с основными условиями гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности оросительных каналов, представленных в п.5.1, при их эксплуатации должны выполняться такие соотношения:

(5.9)

где ,  - соответственно фактические и допускаемые потери на фильтрацию; ,  - осредненный расчетный и допускаемый коэффициенты фильтрации облицовки;  - глубина залегания уровня грунтовых вод;  - критическая глубина залегания грунтовых вод; ,  - действительная средняя и незаиляющая скорости течения в канале; ,  - относительная ширина канала по дну и расход канала гидравлически наивыгоднейшего сечения; ,  - фактический и требуемый КПД по условиям эксплуатационной надежности; ,  - фактическая и требуемая вероятности обеспечения эксплуатационной надежности.

5.3. Формулы для расчета основных показателей гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности приведены в п.3. Последовательность расчета для наиболее общего случая - расчета гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности облицованного канала, представлена на блок-схеме (рис.5.1).

Рис.5.1 Блок-схема расчета гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности облицованного канала

Продолжение рис.5.1

Продолжение рис.5.1

Продолжение рис.5.1

5.4. Оценка гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности на примере облицованного канала осуществляется в следующей последовательности:

1) Задаемся расходом канала , шириной канала по дну , нормальной глубиной , коэффициентом заложения , толщиной облицовки , уклоном дна канала , длиной канала , коэффициентом грунта ложа канала , осредненным коэффициентом фильтрации облицовки , глубиной до уровня грунтовых вод .

2) Находим гидравлические характеристики потока в канале: площадь живого сечения , смоченный периметр , гидравлический радиус , среднюю скорость потока , коэффициент шероховатости , число Рейнолъдса , число Фруда .

В случае, когда число 580 - режим потока турбулентный, а число 1 - состояние потока спокойное.

3) Находим опытное и расчетное значения коэффициента гидравлических сопротивлений  и . Расчетное значение коэффициента гидравлических сопротивлений может быть вычислено по формулам А.Д.Альтштуля (3.11), О.М.Айвазяна (3.12), (3.13), Ю.М.Косиченко (3.14), (3.15).

4) Проверяется область сопротивления по условию Прандтля-Никурадзе.

5) Вычисляем минимальную и максимальную расчетные скорости течения в облицованном канале  и .

При этом, если средняя скорость потока удовлетворяет соотношению , то надежность работы канала по условиям заиляемомости, зарастаемости (развития водорослей) и исключения разрушения швов и сдвига плит облицовки обеспечивается.

6) Определяем относительную ширину канала по дну  и сечение, близкое к гидравлически наивыгоднейшему сечению . При  сечение канала будет близким к гидравлически наивыгоднейшему ( ) и такой канал будет характеризоваться гидравлической эффективностью по пропускной способности.

7) Находим осредненный коэффициент фильтрации облицовки  или задаемся им по среднестатистическим данным на основании обобщения натурных данных по соответствующим типам облицовок. При выполнении условия  надежность русла канала по водопроницаемости будет обеспечиваться.

8) Вычисляем потери на фильтрацию из канала для условий подпертой фильтрации - по формуле А.Я.Олейника с учетом фильтрационного сопротивления облицовки

, для условий свободной фильтрации - по формуле Н.Н.Веригина и С.В.Васильева.

9) Находим величину подъема уровня грунтовых вод  вследствие фильтрации из канала с помощью метода простых итераций.

При условии  (где  - глубина залегания уровня грунтовых вод от поверхности земли) надежность работы канала по условиям подъема уровня грунтовых вод обеспечивается.

10) Определяем фактическое расчетное  и требуемое  значения КПД канала.

Если выполняется условие , то надежность канала по КПД будет обеспечиваться. При этом КПД может рассматриваться в качестве комплексного показателя гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности канала, характеризующего эффективность работы канала как по пропускной способности, так и с точки зрения наименьших фильтрационных потерь и подъема уровня грунтовых вод вследствие фильтрации.

11) Устанавливаем значение вероятности обеспечения гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности канала .

При условии  вероятность обеспечения гидравлической эффективности и эксплуатационной надежности считается достаточно высокой.