Осушительная мелиорация сельскохозяйственных земель (стр. 2 из 3)

Ограждающая сеть

К ограждающей сети относятся: нагорные, ловчие и нагорно-ловчие каналы. Они проектируются вдоль границ осушаемой территории.

Нагорными каналами ограждается осушаемая территория от притока только поверхностных вод, притекающих с внешнего водосбора. Для перехвата потока грунтовых вод с прилегающего водосбора проектируются ловчие каналы (дрены). Если площадь водосбора залесена и сложена легкими грунтами, функции нагорных и ловчих каналов могут быть совмещены.

Нагорные каналы, как правило, располагаются по границе осушаемого объекта и прилегающего водосбора, по верхней части склона.

Ловчие каналы располагаются в зоне выклинивания грунтовых вод в виде родников. Практически для речных долин это будет линия перехода коренного берега к пойме. Сопряжение в плане каналов ограждающей сети с принимающими каналами следует выполнять под углом от 60 до 90 .

Глубина нагорного канала должна быть не более 1... 1,2 м, причем грунт выемки следует размещать только на низовой стороне. Поперечное сечение нагорного канала выполняют трапецеидальной формы с несимметричным профилем.

Глубина ловчего канала устанавливается в пределах 1,5...2,0 м, но с обязательным условием заглубления в подстилающие, хорошо водопроницаемые грунты не менее чем на 0,3...0,5 м. Минимальный уклон каналов ограждающей сети равен 0,0005.

6. Проектирование осушительной сети в вертикальной плоскости

Вертикальное сопряжение элементов осушительной сети - один из важнейших этапов проектирования. Вертикальное сопряжение обеспечивает в расчетные периоды бесподпорную работу всей сети от регулирующей до водоприемника включительно. Проектирование осушительной сети в вертикальной плоскости осуществляется путем построения продольных профилей.

Построение продольных профилей осуществляется по всем открытым каналам и коллекторам, и выборочно по отдельным дренам, закрытым собирателям.

В курсовом проекте, выполнены продольные профили, по одному, для каждого элемента осушительной сети. Причем эти элементы увязаны на плане в цепочку.

Для определения минимальной глубины магистрального канала на ПК-0, исходя из условий вертикального сопряжения, рассчитывают наихудших случай сопряжения всех элементов осушительной сети, которые увязаны на плане в цепочку. Наихудшим будет вариант с условиями:

· самый удаленный от ПК-0 магистрального канала элемент;

· с наименьшими уклонами поверхности земли;

· имеющий наибольшую суммарную длину элементов осушительной сети в цепочке, начиная от истока дрены и кончая ПК-0 МК.

Для построения продольных профилей, а также для расчета наихудшего варианта приводим диапазон допустимых уклонов дна элементов осушительной сети (табл.3).

Таблица 3.

Диапазон допустимых уклонов дна элементов осушительной сети

Элементы осушительной сети	Диапазон допустимых уклонов дна
Магистральный канал	0,002-0,0003
Транспортирующий собиратель	0,002-0,0005
Нагорные, ловчие каналы, коллекторы	0,002-0,0005
Дрены, закрытые собиратели	0,03-0,003

Выбрав цепочку элементов осушительной сети для наихудшего варианта, проводим расчет:

Определяем отметку дна дрены:

1-1,1= 1

1’ = 445-1,1 = 443,9 м

Определяем уклон поверхности земли по трассе дрены:

i^д = (

1- 2)/lд = (445-443)/200 = 0,01

т.к. уклон поверхности земли больше допустимого значения, то принимаем уклон дна дрены максимально допустимый 0,03 и определяем ∆h₁:

∆h₁ = i^д ·lд = 0,03 x 200 = 6 м

Принимаем запас 0,1 м и определяем отметку

2’:

2’ = 1’ - ∆h1 – 0,1 = 443,9-6-0,1=437,8м

Далее аналогичным образом для коллектора:

i^к = (

2 - 3)/lk = (443-437)/2450 = 0,0025 м

Уклон поверхности земли в пределах допустимого значения, определяем ∆h₂:

∆h₂ = i^к · lk = 0,0025 · 2450 = 6,13 м

Принимаем запас 0,2 м и определяем отметку

3’:

3’ = 2’ - ∆h₂ – 0,2 =437,8-6,13-0,2=431,5м

Аналогично для магистрального канала:

i^мк = (

3 - 4)/lмк = (437-436,9)/3950 = 0,00003

Принимаем уклон дна МК 0,0003 и определяем ∆h₃:

Определим ∆h₃:

∆h₃ = i^мк · l_мк = 0,0003 · 3950 = 1,19 м

Примем запас 0,2 м и определяем

4’

4’ = 3’ - ∆h₃– 0,2 = 431,5-1,19-0,2=430,11м

Определяем глубину магистрального канала:

Н^мк_пк-0=

4 - 4’ = 436,9-430,11=6,8м

7. Гидрологический расчет магистрального канала

Гидрологический расчет состоит в определении расчетных расходов проводящей осушительной сети. Расчет проводят на следующие расчетные расходы, относящиеся к критическим периодам поверхностного стока: весенний паводковый, летне-осенний паводковый, предпосевной и меженный (бытовой). Расчетные расходы определяем по зональным эмпирическим формулам.

Выбор расчетного расхода зависит от выращиваемых сельскохозяйственных культур. При наличии в севообороте озимых зерновых культур определяем расходы весеннего и летне-осеннего паводков, и выбирают из них наибольший, который и принимают за расчетный. При отсутствии в севообороте озимых зерновых культур определяют предпосевной расход и летне-осеннего паводка и в качестве расчетного выбирают из них наибольший.

Исходные данные: А=15,84 км²; h=100мм; A₁=38%;А_б=5%; Iр=0,3‰; i_B=5‰; H_1%= 100мм.

Весенний паводковый расход.

Весенний паводковый расход при равнинных водосборах определяем по следующей зависимости:

где: К_о - параметр, характеризующий дружность весеннего половодья, определяемый по дынным рек-аналогов, К₀=0,006;

hp% - расчетный слой суммарного весеннего стока, половодья той же вероятности превышения Р%, что и искомый максимальный расход воды определяемый по формуле hp% = h· K· 1,25 = 100 · 1,47 · 1,25 = 184 мм

h – средний многолетний слой стока по карте изолиний для Тверской области 100 мм

1,25 – поправочный коэффициент, для рек с водосбором менее 50 км²

µ - коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимального расхода воды µ = 0,93

δ - коэффициент, учитывающий влияние озер, водохранилищ δ = 0,9

δ₁ - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в залесенных бассейнах

δ₁ = α₁/(А+1)ⁿ² = 1/(38+1)^0,22 = 0,446

α₁ – при данной залесенности водосбора (А_л=38%) равен 1

n₂ – коэффициент редукции, для грунтов различного механического состава n₂ = 0,22

δ2 - коэффициент, учитывающий снижение максимального расхода воды в заболоченных бассейнах

δ2 = 1 – βlg(0,1 · A_б + 1) = 1 – 0,8lg(0,1 · 5 + 1) = 0,86

Площадь водосбора А₁=1км² и параметр n находим по СНиП, для лесной зоны: n=0,17

м³/с

Предпосевной расход.

Расчетный модуль предпосевного стока определяем по зависимости П. А. Дудкина:

Qnn = K · Qmax

где К = 1,64/Т^0,34 - 0,4 – холмистый рельеф;

Т - допустимая продолжительность затопления земель водами в зависимости от возделываемых культур; Т=5 сут.

К = 1,64/5^0,34 – 0,4 = 0,55;

Qnn = 0,55 · 3,4=1,87 м³/с

Максимальный расход летне-осеннего паводка.

Максимальный расход летне-осеннего паводка для водосборов площадью менее 50 км² определяем по формуле:

Qp% = q1% · φ · H1% · λ· A

Максимальный модуль стока ежегодной вероятности превышения Р=1%, выраженный долях при =1, для равнинной области определяется по формуле:

Ф_р = 1000L/(χp · Ip^χ · A^0,25(φ·H1%)^1/4)

Ф_р=1000·3,95/(11·0,3^1/3·15,84^0,25(0,063·100)^1/4)=170,6