Гидромелиорация, её сущность (стр. 2 из 5)
В курсовом проекте предусматривается строительство трёх противопожарных водоёмов.
Дорожную сеть проектируется построить на осушительной системе вдоль магистрального канала протяженностью 1140 м, вдоль собирательных каналов №№1, 2,3,4 протяженностью 4000 м и вдоль осушителей №№3, 10, 24 протяженностью 2000 м.
Таким образом, на осушительной системе будет построена дорожная сеть общей протяженностью 7140 м.
Строительство мостов проектируется произвести по магистральному каналу.
Трубопереезды будут построены при пересечении осушителей с собирательными каналами.
Следовательно, на осушительной системе будет построено 2 моста и 3 трубопереезда.
VI. Построение продольного профиля собирательного канала
Продольный профиль строится для собирателя №2. для определения отметок поверхности, разбиваем собиратель на пикеты через 100 м, получаем 10 пикетов. По отметкам горизонталей интерполяцией определяем отметки поверхности на каждом пикете с точностью до 0,01 м.
Пк0 – 101,89 м
Пк1 – 101,88 м
Пк2 – 101,87 м
Пк3 – 101,86 м
Пк4 – 101,87 м
Пк5 – 101,86 м
Пк6 – 101,90 м
Пк7 – 101,92 м
Пк8 – 101,94 м
Пк9 – 101,97 м
Пк10 – 102,00 м
После того, как отметки поверхности найдены, проектируем дно канала. Отметки дна находим следующим образом:
вниз от линии поверхности откладываем проектную глубину собирателя в устье и истоке канала. Полученные точки соединяем прямой и определяем уклон дна.
Пк0дн =101,89-1,45=100,44 м
Пк10дн=102,00-1,45=100,55 м
iдн=(100,55-100,44)/1000=0,00011≈0,0001
После того, как найден уклон дна, определяем отметки дна. Для этого уклон дна умножаем на расстояние между пикетами (100 м), и полученное превышение прибавляем к отметке предыдущего пикета.
h=0,0001•100=0,01 м
Пк1дн=100,44+0,01=100,45 м
Пк2дн =100,45+0,01=100,46 м
Пк3дн =100,46+0,01=100,47 м
Пк4дн =100,47+0,01=100,48 м
Пк5дн =100,48+0,01=100,49 м
Пк6дн =100,49+0,01=100,50 м
Пк7дн =100,50+0,01=100,51 м
Пк8дн =100,51+0,01=100,52 м
Пк9дн =100,52+0,01=100,53 м
Зная отметки поверхности и дна канала на каждом пикете, определяем его глубину, она будет равна разности отметок поверхности и дна.
hпк0=101,89-100,44=1,45 м
hпк1=101,88-100,45=1,43 м
hпк2=101,87-100,46=1,41 м
hпк3=101,86-100,47=1,39 м
hпк4=101,87-100,48=1,39 м
hпк5=101,86-100,49=1,37 м
hпк6=101,90-100,50=1,40 м
hпк7=101,92-100,51=1,41 м
hпк8=101,94-100,52=1,42 м
hпк9=101,97-100,53=1,44 м
hпк10=102,00-100,55=1,45 м
После вычисления отметок строим продольный профиль на миллиметровке.
VII. Коэффициент откосов. Поперечный профиль осушителя.
Правильный выбор поперечных сечений каналов обеспечивает сохранность осушительной сети. Поперечный профиль характеризуется глубиной канала, шириной дна и крутизной откоса. Как правило, для обеспечения механизации работ каналы устраивают трапециидальной формы.
Откосы являются наиболее важными элементами поперечного профиля канала. Крутизну откосов выражают через коэффициент, который вычисляется по формуле:
, гдеm – коэффициент откосов;
l – заложение откосов, м;
Тпр – проектная глубина канала, м.
Устойчивость откоса уменьшается с увеличением глубины канала, поэтому, чем глубже канал, тем более пологими устраивают откосы и большими принимают коэффициенты откосов. Коэффициенты откосов зависят от почвогрунтов, глубины каналов, от степени разложения торфа и других факторов.
В курсовом проекте коэффициенты откосов принимаются по таблице 22 учебника Б.В. Бабичева в зависимости от характеристики торфа.
Перечный профиль осушительного канала рассчитываем и вычерчиваем на миллиметровке и указываем все его элементы. Профиль вычерчиваем для нулевого пикета. Ширину по дну принимаем 0,3 м. Ширина бермы при устройстве канала экскаватором принимается равной его глубине. Поперечный профиль чертим в следующих масштабах:
Горизонтальный 1:50
Вертикальный 1:30
Ширину по верху находим по формуле:
В=2l+ b , где
В – ширина по верху, м;
l – заложение откосов;
b – ширина по дну, м.
Из формулы
находим коэффициенты откосов, согласно таблице 22 учебника Бабичева. Принимаем для осушителей m=0,7, для собирателей m=0,75, для магистрального канала m=1,0. Следовательно, заложение откосов для осушителей будет равно:l=m• Тпр
l=0,7 • 1,32=0,924 м
Ширина осушителя по верху равна:
Вос=2 • 0,924 + 0,3=2,148≈2,15 м
Заложение откосов собирателей равно:
l=0,75 • 1,45=1,0875 м
Заложение откосов магистрального канала равно:
l=1,0 • 1,72=1,72 м
Ширину собирателей по низу принимаем равной 0,4 м, тогда ширина собирателей по верху равна:
Всоб=2 • 1,0875+0,4=2,575 м
Коэффициенты откосов и заложения откосов
каналов осушительной сети
Таблица 4
| Наименование каналов | Коэффициенты откосов (m) | Заложение откосов (l) | Ширина по верху (В), м | Ширина по дну (b), м |
| Осушители Собиратели Магистральный канал | 0,7 0,75 1,0 | 0,924 1,0875 1,72 | 2,15 2,58 4,44 | 0,3 0,4 1,0 |
VIII. Гидрологический и гидравлический расчёты
Гидрологический и гидравлический расчёты проводят с целью определения ширины по дну крупных проводящих каналов. Непосредственно ширина каналов по дну находится гидравлическим расчётом. В этом расчёте ширина канала по дну определяется методом подбора и принимается такой чтобы в расчётный период канал отводил всю поступающую воду и уровень воды в нём не превышал бы расчётного горизонта. Следовательно, расход воды с водосборной площади (Qв) в этот период должен быть равен расходу воды по каналу, т.е. пропускной способности канала (Qк). На осушаемой площади в расчётный период корнеобитаемый слой почвы не должен подтапливаться. Поэтому должно быть соблюдено равенство Qв=Qк.
Поскольку Qв=qр • F , а Qк=ω • υ, должна проектироваться такая ширина канала, чтобы в расчётный период соблюдалось равенство
qр • F= ω • υ, где
qр – расчётный модуль стока, л·сек/га;
F – площадь водосбора, га;
ω – поперечное живое сечение канала, м2;
υ – скорость течения воды в канале, м/с.
При гидрологическом расчёте нужно решить три вопроса:
1. На какие воды производить расчёты, т.е. определить расчётный период и расчётную обеспеченность.
2. Как определить расчетный модуль стока.
3. Каким принять положение расчётного горизонта воды в канале.
Для создания на осушенных землях оптимального водно-воздушного режима важнейшим требованием является освобождение от гравитационной влаги корнеобитаемой зоны почвы к началу роста корней древостоя, предотвращение даже кратковременного затопления этой зоны на протяжении всего периода вегетации.
Чтобы выполнить эти требования расчётный модуль стока должен быть больше самого высокого его значения, вычисленного на данный период. Поскольку подтопление корневых систем в период весеннего половодья не наносит существенного вреда древесным растениям и является на осушенных лесных землях допустимым, расчётное значение модуля стока допустимо принимать меньше максимального.
Этим двум условиям отвечает послепаводковый модуль стока, в связи с чем, при осушении лесных земель расчёты следует проводить на послепаводковые воды, а в качестве расчётного времени принимать весну.
Расчётные модули стока при осушении лесных земель принимают с обеспеченностью 25%,при осушении лесопарков 10%.
При такой обеспеченности модули стока равные расчётному или превышающие его будут наблюдаться, в среднем, соответственно, 1 раз в 4 года или 1 раз в 10 лет.
Для упрощения, в курсовом проекте за расчётный период принимаем лето, и расчёт производим на средневысокие летние воды, модуль стока которых рассчитываем по формуле А.А. Дубаха:
qр=
, гдеqр – расчётный модуль стока, л·сек/га;
F – площадь водосбора, га;
i – средний уклон канала (местности);
k – коэффициент прихода-расхода влаги.
Для Ивановской области k= 1,1
Следовательно, расчётный модуль стока на осушительном участке будет равен:
qр=
=0,14 л·сек/гаПоложение расчётного горизонта воды принимается ниже бровки канала после осадки торфа при осушении лесных земель на 0,2-0,3 м, при осушении лесопарков на 0,3-0,4 м.
Расход воды с водосборной площади составит:
Qв= qр • F
Qв=0,14 • 12000=1680 л·сек=1,68 м3/га.
Подбор ширины магистрального канала по дну (b) начинают обычно с минимального значения, т.е. 0,4 м. При этой ширина определяют скорость течения и расхода воды, для чего находим следующие показатели необходимые для расчёта:
1. Площадь поперечного живого сечения (ω), т.е. часть поперечного сечения занятого водой, которую вычисляем по формуле:
ω=(b + m • hпр)• hпр , где
m – коэффициент откоса;
b – ширина канала по дну, м;
hпр – расчётная глубина воды в канале, м.
Расчётная глубина воды в канале принимается ниже бровки канала после осадки торфа на 0,3 м.