Гідравлічний розрахунок каналів

Виконання водобалансових розрахунків

Воднобалансові розрахунки виконують з метою прогнозування водно-повітряного режиму ґрунту та встановлення типу осушувальної системи. Воднобалансові розрахунки виконуються для років різної вологості: середнього року 50% (дефіцит вологості повітря 50%), сухого року 75% (дефіцит вологості повітря 25%), гостропосушливого року 90 % (дефіцит вологості повітря 10%).

Воднобалансові розрахунки виконуються для вегетаційного року, який приймаємо з 1.05 по 1.09. Розрахунки виконуються для кожної культури окремо.

Рис. 1. Розрахункова схема водного балансу

Згідно розрахункової схеми (рис.1) за загальноприйнятою методикою А.М. Янголя водний баланс осушуваних земель для розрахункового вегетаційного періоду можна представити

, м³/га, (1)

де М_р – надлишок чи недостача вологи в активному шарі ґрунту, м³/га;

Е_р – сумарне випаровування за вегетацію з врахуванням вологообміну між зонами аерації і ґрунтовими водами, м³/га;

Х_р – ефективні опади за цей час, м³/га;

W_р – продуктивний запас вологи на початок вегетації, м³/га.

, м³/га, (2)

де n – емпіричні коефіцієнти;

Y – проектна врожайність сільськогосподарських культур, т/га;

– сума середньодобових дефіцитів вологості повітря розрахункової забезпеченості

, мм, (3)

де – модульний коефіцієнт (k_p=1, k_p=1,15, k_p= 1,25).

- сума середньодобових дефіцитів вологості повітря в середньому по опадам і дефіцитам вологості повітря року, мм.

Ефективні опади за вегетаційний період визначаються

, м³/га, (4)

де – коефіцієнт використання опадів ( 0.75 );

h_p – розрахунковий шар опадів за вегетацію h_{p =} k_p h₀, мм;

k_p – модульний коефіцієнт (k_50%=1, k_75%=0,7, k_90%=0,37);

h₀ – середній за вегетацію шар опадів, мм.

Розрахунки виконуються на ЕОМ та представлені.

Гідравлічний розрахунок каналів

Гідравлічні розрахунки проводяться для визначення розмірів поперечного перерізу каналів, глибини їх наповнення при пропуску розрахункових витрат 10% забезпеченості.

Згідно СНіП 2.06.03-85 розміри каналу з витратами < 0,5 м³/с визначаються конструктивно. У тому разі, коли витрати води в каналі менші 0,5 м³/с, але ухили дна для супісків перевищують 0,0015, для перевірки стійкості русла виконується гідравлічний розрахунок на пропускання максимальної з розрахункових витрат.

Форму поперечного перерізу провідних каналів необхідно взяти трапецоїдну. Ширина каналу по дну , м. Коефіцієнт закладання укосу приймаємо в залежності від механічного складу ґрунту, який є по трасі каналу. Проектний похил дна каналу береться з поздовжніх профілів. Коефіцієнт шорсткості приймаємо n = 0,03.

Для визначення глибини каналу встановлюємо глибину його наповнення при проходженні в ньому розрахункових витрат води. Розрахунки ведемо по формулах рівномірного руху води в відкритому руслі:

, (5)

, (6)

, (7)

, (8)

, (9)

, (10)

де w – площа поперечного перерізу, м²;

b – ширина каналу по дну, м;

c – змочений периметр, м;

і – ухил дна каналу;

h – глибина води в каналі, м;

R – гідравлічний радіус, м;

v – швидкість руху води в каналі, м/с;

Q – витрата, м³/с;

С – швидкісний коефіцієнт.

Гідравлічний розрахунок по визначенню глибини води в каналі виконується на ЕОМ в табличній формі.

Література

1. Проектирование осушительных систем: Практикум. Н.А. Лазарчук, А.Н. Рокочинский, А.В. Черенков. – К.: Вища школа, 1989 – 208 с.
2. Проектування осушувальних систем з основами САПР: Практикум. М.О. Лазарчук, А.М. Рокочинський, А.В.Черенков. – К.: ІСДО, 1994 – 408 с.