Потери воды в каналах и борьба с ними

Техническое соcтояние каналов прежде всего характеризуется показателем коэффициента полезного действия – ( КПД ). Чем выше КПД тем лучше техническое состояние каналов. В условиях платного водопользования борьба с потерями воды является важней задачей.

На орошаемых землях потери воды зависят от следующих:

— состав и свойство почвогрунтов орошаемых земель;

— уровень грунтовых вод;

— состав и количество наносов поступающих в канал;

В каналах потери воды слагаются из следующих показателей

— фильтрация воды в почву (30-35%);

—от организации работ по водораспределению (10-15%);

— испарение (2-5%).

Потеря воды в постоянно работающих каналах меньше чем непостоянно работающих.

Методы определения потерь воды делятся на 2 группы:

– измерение скорости течения в отдельных точках живого сечения по тока и определения площади потока;

– непосредственное определение КПД;

- объемный, балансовый, метод фильтрационных колон, с помощью теоретических и экспериментальных формул, гидрометрических и.т.д

1. Гидрометрический метод заключается в вычислений потерь по разности расходов в двух смешанных гидрометрических створах путем замера площади живого сечения и определения средней скорости движение потока Qn = Q₁ – Q₂.

Точность измерения ±5-7%

2.Объемный метод – прост в исполнении, но осуществим только при выключенном канале, т.е канал закрываются перегораживающими сооружениями с двух сторон и заполняет водой, и по 2-3 водомерными рейками определяют снижения уровня воды ( ∆h ) за время (∆t ). Точность измерения ±1-2%.

3. Балансовый метод применим для определения потеры воды на оросительной системе в целом, а также по отдельным каналам. Сущность его состоит в определение баланса прихода и расхода оросительной воды.

Для этого во всех узлах системы надо имеет точные водоизмерительные приборы и устройство.

4. Метод фильтрационных колонн состоит в определение скорости фильтрации, объема фильтрованный воды.

Коэффициент полезного действом оросительных систем можно определить отношением количества воды, поданный на поля (W нетто) к количеству воды, забранной в голове системы (Wбр) за определенный период.

η с= Wнетто / Wбрутто

Q брутто равен Q нетто плюс потери воды от головы системы по поля т.е

Qбр = Qнетто + ∑Qσl / 100 ,

где: σ - % потерь на 1 км длины канала от расхода Qбрутто

l- рабочая длина канала, системы, км;

Q - расходы воды в канале (нетто), м³/с;

КПД периодически действующей сети каналов определяется

η = 1 – σ*l/100

где σ l - удельные потери в периодически действующей сети и действующая длина каналов.

Для определений значений сигмы (σ ) постоянно действующей сети А.Н.Костяков предложил формулы, по которым определяют потери воды в каналах:

,

где А и m – коэффициенты, значение которых измеряется в зависимости от водопроницаемости грунта в следующих приделах: при слабой водопроницаемости А = 0,7, m = 0,3: при средней А= 1,9, m=0,4:при сильной водопроницаемости А =3,7, m = 0,5.

Если известны параметры каналов, то более точно потери воды можно определить по формуле Н.Н.Павловского

S = 0.0116 ( B + 2 h ) Kф

где S – потери воды на1км длины канала, м3/с,

B – ширина канала по урезу воды, м,:

h- глубина воды в канале, м ;

Kф– коэффициент фильтрации грунта, м/сутки.

Потери воды на км длины канала можно определить и по формуле С.А.Гиршкана

S = 0.063 * Кф

Методы борьбы с потерями воды

Борьба с потерями воды из оросительных каналов слагается из инженерных и эксплуатационных мероприятии :

1. Эксплуатационные меры борьбы с потерями воды включают

- правильная организация и проведение внутри планов водопользования и системных планов водораспределения ;

- рациональное распределение воды ;

- своевременное проведение работ по ремонту и уходу за каналами, ГТС и.т.д ;

- правильная эксплуатация каналов :

2. инженерные меры

- рациональное проектирование поперечного сечение оросительных каналов с учетом минимума потерь ;

- уменьшение водопроницаемости грунта ложа каналов ;

- устройство противофильтрационных покрытий в ложе каналов;

- применение технически совершенных оросительных системы.

Этие меры осуществляется путем проведения следующих работ:

1 Кольматация при скорости потоке υ=0.1 – 0,2 м /с

а) кольматация в движущемся потоке ;

б) кольматация при спокойной воде ;

2. Уплотнение ложе канала – создание грунтового экрана по периметру канала механизмами ударного действия. Уплотнение делают в связанных грунтах.

3. Пропитывание вяжущими материалами заполнение грунта жидкостью битумной эмульсия, нефтью, мазута при t=150⁰.

Расход 8-12 кг на 1 м² поверхности. Долговечность -4-5 лет, потери воды уменьшаются в 3-4 раза.

4.Солонцевание уменьшает активную порозность грунта. Сущность заключается в непосредственном воздействии на грунт солей натрия:

5.Бетонные одежды – сборный ж/б, монолитный бетон, ж/б лотки – каналы);

6. Асфальтовые одежды;

7. Синтетические пленки;

8. Мощение каналов камнями;

9. Уплотнение дна каналов подводными взрывами.

Снижение потерь воды в каналах определяют по формуле

α =( η₁ – η / 1- η)* 100

где η₁ – величина КПД после мероприятии.

η – исходная величина КПД

Эффективность мероприятий по снижению потерь воды в каналах показаны в таблице 7.14.

Таблица 7.14 Эффективность антифильтрационных мероприятии.

Мероприятия	Снижение потерь
%	Число раз
Кольматация	40-50	1,5-2
Уплотнение ложа	50-60	2-2,5
Глинянные экраны	70-80	3,5-5
Полиэтил пленки	70-80	3,5-5
Бетонные облицовки	80-90	5-10

Стоимость повышение к.п.д определяют по формуле:

S = L*x * c

L- длина канала, м;

X – периметр канала, м (зависит от расхода канала);

C – стоимость работ на 1 м² ложе канала, тенге.