Гідравлічні розрахунки закритих колекторів
Залежно від розташування дрен на зрошувальній території горизонтальний дренаж буває систематичним, вибірковим, ловчим і береговим.
Глибина закладання дрен і відстань між ними залежать від геолого-гідрогеологічних умов, рельєфу місцевості. При визначенні глибини закладання дрен виходять з умов, щоб рівні ґрунтових вод у середині між дренами у вегетаційний період залягали на глибині не вищій за критичну (рис. 2):
Ндр = Нкр + hзал + hнап , | (19) |
де Ндр – глибина закладання дрени, м;
Нкр – критична глибина ґрунтових вод, м;
hзал – залишкова глибина залягання ґрунтових вод; в легких ґрунтах hзал = 0,2…0,3 м,
в середніх ґрунтах hзал = 0,3…0,4 м, в щільних ґрунтах hзал = 0,4…0,5 м;
hнап – глибина наповнення дрени, м.
Розрахункові витрати необхідно визначити в таких місцях: у гирлі колектора, місцях зміни похилів, при сполученні колекторів різних порядків, у місцях скиду поверхневих вод з поглинальних пристроїв.
Розрахункову витрату дренажних вод в будь-якому створі визначається за формулою:
Q = q F , | (20) |
де q – модуль дренажного стоку, (л/с)/га.
Гідравлічний розрахунок труб проводять за формулами рівномірного руху при повному наповненні труби і безнапірному режимі.
Для спрощення гідравлічних розрахунків закритих колекторів у довідникових посібниках наведені таблиці та графіки (дивись Додаток Л).
Гідравлічний розрахунок (підбір діаметрів колекторів) від витоку до гирла ведуть в такій послідовності:
1. У витоку приймають мінімальний діаметр рівний 50 або 75 мм.
2. Визначають площу, яку може обслуговувати колектор даного діаметра з проектним похилом
. | (21) |
На плані відмічають дану площу використовуючи залежність:
F = ΣL·B , | (22) |
де ΣL – сумарна довжина дрен, які можуть бути під’єднані до даного колектора, м.
Підсумовують довжину дрен, починаючи зверху, і на плані визначають місце зміни діаметру колектора.
3. Для наступного діаметра ділянки колектора знову визначають площу та сумарну довжину дрен і місце зміни діаметра. Розрахунки виконують послідовно до гирла колектора.
У додатку Л наведені таблиці для підбору діаметру колекторів з керамічних труб залежно від похилів колекторів і витрат води.
Результати гідравлічних розрахунків зводять в табл. 12.
Таблиця 12
Гідравлічний розрахунок дренажнихє колекторів
Діаметр Do , см | Похил І | Витрата Q, л/с | Швидкість V, м/с | Площа дренування F, га | Сумарна довжина дрен ΣL, м | Місцезнаходження зміни діаметру колектора, м |
Додатки
Додаток А
Зразок плана осушувальної системи
Додаток Б
Позначення каналів, колекторів і дрен осушувально-зволожувальної мережі
Ч/ч | Провідна мережа | Позначення провідної мережі вищого порядку | |
найменування каналу | позначення каналів нижчого порядку | ||
1. | Магістральні канали чи головні колектори: – відкриті – закриті | ГД ГДр | — — |
2. | Відгалуження магістральних каналів чи головних колекторів: – відкриті – закриті | 1ГД, 2ГД, 3ГД 1ГДр, 2ГДр, 3ГДр | ГД ГДр |
3. | Провідна мережа першого та наступних порядків: – відкрита – закрита – відкрита – закрита – відкрита – закрита – відкрита – закрита | 1Д, 2Д, 3Д і т. ін. 1Др, 2Др, 3Др і т. ін. 1–1Д, 1–2Д, 1–3Д і т. ін. 1–1Др, 1–2Др, 1–3Др і т. ін. 1.1Д, 1.2Д, 1.3Д і т. ін. 1.1Др, 1.2Др, 1.3Др і т. ін. 1.2.1Д, 1.2.2Д, 1.2.3Д і т. ін. 1.2.1Др, 1.2.2Др, 1.2.3Др і т. ін. | ГД ГД 1ГД 1ГД 1Д 1Д 1.2Д 1.2Д |
4. | Регулювальна мережа 1-го та наступних порядків: – відкрита – закрита – відкрита – закрита | ГД1, ГД1.2, ГД1.2.1 і т. ін. ГДр1, ГДр1.2, ГДр1.2.1 і т. ін. 1–2Д1, 1–2Д1.2, 1–2Д1.2.1 і т. ін. 1–2Др1, 1–2Др1.2, 1–2Др1.2.1 і т. ін. | ГД ГД 1–2Д 1–2ГД |
5. | Огороджувальні канали: – нагірні – ловильні – нагірні – ловильні | 1Дн, 2Дн, 3Дн і т. ін. 1Дл, 2Дл, 3Дл і т. ін. 1–2.1Дн, 1–2.2Дн, 1–2.3Дн і т. ін. 1–2.1Дл, 1–2.2Дл, 1–2.3Дл і т. ін. | ГД ГД 1–2Д 1–2Д |
6. | Зволожувальні канали | 1Ду, 2Ду, 3Ду і т. ін. 1–2.1Ду, 1–2.2Ду, 1–2.3Ду і т. ін. | ГД 1–2Д |
Додаток В
Максимальний модуль дощового стоку А1% як частка від φН1%
Типи кривих редукції опадів | Тривалість добігання стоку схилами, τсх, хв | Максимальний модуль дощового стоку А1% при значеннях Фр | ||||||||
0,530 | 0,410 | 0,190 | 0,093 | 0,059 | 0,041 | 0,031 | 0,013 | 0,0083 | ||
0,350 | 0,250 | 0,140 | 0,090 | 0,053 | 0,038 | 0,030 | 0,013 | 0,0083 | ||
0,190 | 0,160 | 0,110 | 0,066 | 0,047 | 0,035 | 0,029 | 0,013 | 0,0083 | ||
0,120 | 0,110 | 0,084 | 0,058 | 0,041 | 0,032 | 0,026 | 0,012 | 0,0081 | ||
0,088 | 0,080 | 0,065 | 0,047 | 0,035 | 0,028 | 0,023 | 0,012 | 0,0079 | ||
0,070 | 0,065 | 0,055 | 0,039 | 0,031 | 0,025 | 0,021 | 0,011 | 0,0075 | ||
0,520 | 0,370 | 0,160 | 0,084 | 0,054 | 0,038 | 0,030 | 0,013 | 0,0084 | ||
0,270 | 0,220 | 0,130 | 0,073 | 0,049 | 0,037 | 0,029 | 0,013 | 0,0083 | ||
0,170 | 0,140 | 0,096 | 0,062 | 0,044 | 0,033 | 0,027 | 0,013 | 0,0083 | ||
0,110 | 0,100 | 0,074 | 0,051 | 0,039 | 0,031 | 0,025 | 0,013 | 0,0082 | ||
0,082 | 0,075 | 0,060 | 0,045 | 0,034 | 0,029 | 0,023 | 0,012 | 0,0080 | ||
0,066 | 0,060 | 0,050 | 0,037 | 0,029 | 0,025 | 0,021 | 0,011 | 0,0077 | ||
0,450 | 0,320 | 0,150 | 0,076 | 0,050 | 0,037 | 0,030 | 0,014 | 0,0088 | ||
0,250 | 0,210 | 0,120 | 0,067 | 0,046 | 0,035 | 0,028 | 0,013 | 0,0084 | ||
0,160 | 0,140 | 0,088 | 0,058 | 0,042 | 0,032 | 0,025 | 0,013 | 0,0082 | ||
0,110 | 0,095 | 0,068 | 0,050 | 0,038 | 0,030 | 0,024 | 0,013 | 0,0082 | ||
0,075 | 0,070 | 0,055 | 0,043 | 0,034 | 0,027 | 0,023 | 0,012 | 0,0080 | ||
0,062 | 0,055 | 0,048 | — | 0,029 | 0,025 | 0,021 | 0,012 | 0,0078 |
Додаток Г
Добовий шар опадів Н1% за теплий період ймовірністю перевищення р = 1%
Додаток Д
Коефіцієнти переходу λp до ймовірності перевищення р
для розрахунку максимального зливового стоку (при F < 500 км²)
Величини | Ймовірність перевищення р, % | |||||||
0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | |||||
Коефіцієнт λp | 1,77 | 1,51 | 1,23 | 1,00 | 0,81 | 0,67 | 0,54 | 0,36 |
Додаток Е
Перехідні коефіцієнти
від миттєвих зливових максимумів до середньодобових витрат води
Ч/ч | Природна зона | Коефіцієнт К при площі водозбору F, км² | ||||||||
100…150 | ||||||||||
1. | Полісся | 0,35 | 0,42 | 0,55 | 0,65 | 0,75…0,80 | 0,85 | 0,90 | 0,95 | 1,00 |
0,40 | 0,48 | 0,62 | 0,72 | 0,80…0,85 | 0,90 | 0,95 | 1,00 | — | ||
2. | Лісостеп | 0,08 | 0,13 | 0,25 | 0,38 | 0,55…0,65 | 0,73 | 0,80 | 0,85 | 0,95 |
0,10 | 0,16 | 0,30 | 0,45 | 0,65…0,73 | 0,80 | 0,85 | 0,90 | — |
Примітка: для рівнинних територій і значної лісистості приймають верхній рядок,
для іншого мікрорельєфу – нижній рядок.
Додаток Ж
Ординати кривих забезпеченості k при СS = 2СV
Ч/ч | Ймовірність перевищення р, % | Ординати кривих забезпеченості k при коефіцієнті варіації СV | |||||
0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | ||
1. | 0,1 | 2,70 | 3,27 | 3,87 | 4,56 | 5,30 | 6,08 |
2. | 0,3 | 2,45 | 2,91 | 3,42 | 3,96 | 4,55 | 5,16 |
3. | 1,0 | 2,16 | 2,51 | 2,89 | 3,29 | 3,71 | 4,15 |
4. | 3,0 | 1,87 | 2,13 | 2,39 | 2,66 | 2,94 | 3,21 |
5. | 5,0 | 1,74 | 1,94 | 2,15 | 2,36 | 2,57 | 2,78 |
6. | 1,54 | 1,67 | 1,80 | 1,94 | 2,06 | 2,19 | |
7. | 1,23 | 1,28 | 1,31 | 1,34 | 1,37 | 1,38 |
Додаток З
Коефіцієнт варіації Сv
Площа водозбору F, км² | 0...50 | 50...100 | 100...150 | 150...200 | >200 |
Коефіцієнти варіації Сv | 0,60 | 0,58...0,60 | 0,55...0,58 | 0,50...0,55 | 0,48 |
Додаток И [1, додаток Ф, табл.Ф.1]
Способи захисту дрен від завохрення
Ч/ч | Ступінь небезпеки завохрення | Вміст закисного заліза в ґрунтовій воді, мг/дм³ | Спосіб захисту дренажних систем |
1. | Відсутній | Непотрібний | |
2. | Слабкий | 3…5 | Перехоплення ґрунтових вод та джерел каналами; поверхневе вапнування ґрунтів з глибоким розпушуванням або кротуванням; улаштування потайних колодязів |
3. | Середній | 5…8 | Збільшення мінімальних похилів дрен (до 0,006) та колекторів (до 0,002); затоплення гирла колекторів; збільшення діаметра дрен до 75…100 мм у мінеральних і до 100…150 мм у торфових ґрунтах; внесення у траншеї інгібіторів: вапняку – до 1,5 кг/м або фосфорного борошна (при слабкокислих ґрунтах) – не менше 1 кг/м |
4. | Сильний | 8…14 | Застосування активних речовин – інгібіторів |
5. | Дуже сильний | Інтенсивне попереднє осушення з наступним переходом на дренаж залежно від залишкового вмісту заліза; пристрої для промивання дрен | |
Примітка: Додаткові заходи – зменшення відстаней між дренами на 10% при вмісті закисного заліза в ґрунтовій воді 5…8 мг/дм³ і на 15% – при 8 мг/дм³. |
Додаток К
Номограма для розрахунку відстані між дренами
Додаток Л
Таблиця для визначення площі водозбору, га,
залежно від діаметру коллектора з керамічних труб, його похилу і модуля дренажного стоку
Діаметр коллектора 75 мм
Похил | Модуль дренажного стоку л/с з 1 га | |||||||
0,45 | 0,5 | 0,55 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035 0,0040 0,0045 0,0050 0,0055 0,0060 0,0065 0,0070 0,0080 0,0090 0,0100 | 1,80 2,04 2,35 2,51 2,81 2,91 3,11 3,25 3,40 3,57 3,67 3,85 4,11 4,32 4,60 | 1,62 1,84 2,11 2,36 2,45 2,62 2,73 2,90 3,00 3,13 3,25 3,40 3,69 3,93 4,13 | 1,47 1,67 1,86 2,05 2,25 2,38 2,62 2,70 2,81 2,90 3,00 3,14 3,36 3,62 3,76 | 1,35 1,53 1,66 1,88 2,04 2,18 2,31 2,42 2,58 2,66 2,75 2,90 3,08 3,30 3,45 | 1,16 1,31 1,46 1,62 1,73 1,87 1,93 2,07 2,16 2,29 2,36 2,46 2,64 2,81 2,95 | 1,01 1,15 1,30 1,41 1,60 1,64 1,72 1,80 1,90 1,98 2,07 2,16 2,31 2,45 2,59 | 0,90 1,02 1,15 1,25 1,36 1,46 1,54 1,62 1,68 1,77 1,85 1,92 2,05 2,16 2,30 | 0,81 0,92 1,01 1,13 1,21 1,31 1,38 1,44 1,54 1,62 1,66 1,75 1,86 1,96 2,07 |
Діаметр колектора 100 мм
Похил | Модуль дренажного стоку л/с з 1 га | |||||||
0,45 | 0,5 | 0,55 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035 0,0040 0,0045 0,0050 0,0055 0,0060 0,0065 0,0070 0,0080 0,0090 0,0100 | 3,87 4,50 5,07 5,45 5,90 6,26 6,65 7,00 7,39 7,66 8,02 8,30 8,84 9,40 9,93 | 3,48 4,05 4,50 4,90 5,30 5,63 6,01 6,31 6,63 6,90 7,18 7,44 7,96 8,49 8,92 | 3,16 3,68 4,06 4,45 4,77 5,12 5,40 5,69 6,09 6,26 6,53 6,80 7,23 7,70 8,12 | 2,90 3,36 3,80 4,07 4,38 4,70 4.90 5,20 5,40 5,76 5,92 6,18 6,53 7,10 7,43 | 2,49 2,88 3,16 3,50 3,78 4,02 4,23 4,41 4,68 4,92 5,09 5,25 5,68 6,05 6,37 | 2,18 2,52 2,78 3,06 3,30 3,52 3,72 3,90 4,11 4,31 4,45 4,62 4,97 5,30 5,58 | 1,93 2,15 2,50 2,72 2,88 3,12 3,22 3,50 3,61 3,82 3,90 4,12 4,42 4,68 4,96 | 1,74 2,08 2,20 2,20 2,63 2,82 3,00 3,13 3,13 3,45 3,52 3,68 3,98 4,19 4,47 |
Продовження додатку Л
Діаметр колектора 125 мм
Похил | Модуль дренажного стоку л/с з 1 га | ||||||||
0,45 | 0,5 | 0,55 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | ||
0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035 0,0040 0,0045 0,0050 0,0055 0,0060 0,0065 0,0070 0,0080 0,0090 0,0100 | 6,76 7,86 8,91 9,73 10,45 11,10 11,75 12,31 12,90 13,55 14,15 14,63 15,71 16,70 17,58 | 6,07 7,08 7,90 8,76 9,41 10,00 10,45 11,00 11,60 12,20 12,67 13,10 14,13 15,05 15,80 | 5,52 6,43 7,40 7,98 8,51 9,07 9,68 10,17 10,62 11,10 11,50 11,90 12,85 13,43 14,38 | 5,06 5,90 6,62 7,31 7,78 8,33 8,72 9,21 9,65 10,15 10,50 10,91 11,78 12,45 13,18 | 4,33 5,06 5,63 6,26 6,66 7,13 7,57 7,92 8,32 8,70 9,04 9,40 10,12 10,70 11,28 | 3,80 4,43 4,90 5,48 5,90 6,26 6,64 7,00 7,41 7,61 8,10 8,35 8,86 9,44 9,87 | 3,38 3,93 4,36 4,87 5,12 5,56 5,82 6,10 6,25 6,76 7,00 7,24 7,86 8,31 8,78 | 3,04 3,54 3,96 4,38 4,73 5,00 5,37 5,60 5,92 6,10 6,22 6,62 7,07 7,30 7,90 |
Діаметр колектора 150 мм
Похил | Модуль дренажного стоку л/с з 1 га | |||||||
0,45 | 0,5 | 0,55 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | |
0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035 0,0040 0,0045 0,0050 0,0055 0,0060 0,0065 0,0070 0,0080 0,0090 0,0100 | 11,43 13,13 14,60 16,10 17,35 18,61 19,70 20,68 21,70 22,70 23,62 24,54 26,30 27,68 29,00 | 10,30 11,80 13,10 14,46 15,05 16,70 17,64 18,55 19,50 20,41 21,22 22,10 23,62 24,93 26,10 | 9,70 10,75 12,01 13,15 14,21 15,20 16,02 16,82 17,62 18,53 19,20 20,00 21,45 22,60 23,70 | 8,60 9,83 10,88 12,04 13,01 13,91 14,67 15,50 16,40 17,10 17,80 18,43 19,70 20,78 21,78 | 7,36 8,45 9,46 10,33 11,11 11,91 12,56 13,12 13,98 14,59 15,21 15,80 16,90 17,80 18,65 | 6,45 7,40 8,12 9,06 9,73 10,41 11,00 11,60 12,18 12,73 13,23 13,80 14,80 15,60 16,30 | 5,71 6,57 7,30 8,06 8,67 9,28 9,81 10,32 10,80 11,30 11,80 12,27 13,15 14,06 14,80 | 5,15 5,92 6,55 7,24 7,83 8,36 8,80 9,36 9,78 10,20 10,61 11,02 11,81 12.21 13,05 |
Варіанти топографічних планів до завдань на розрахунково-графічну роботу
Продовження додатку М
Продовження додатку М
Продовження додатку М
Література
1. ДБН В.2.4.-1-99. Меліоративні системи і споруди. – К.: Держбуд України, 2000. – 178 с.
2. Скрипчинська Л.В., Янголь А.М. Гончаров С.М., Коробченко С.М. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации. – Киев: Вища школа. – 1977. – 351 с.
3. Лазарчук Н.А. Проектирование осушительных систем. Практикум. – Киев: _______ , 1989. – 207 с.
4. Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта по осушению сельскохозяйственных земель в Нечерноземной зоне / Сост.: А.П. Аверьянов. – Москва: Московский государственный университет природообустройства, 2005. – 27 с.
5. Справочник по гидравлике / Под ред. В.А.Большакова. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1984. – 343 с.
ЗМІСТ
1. | Обсяг і зміст розрахунково-графічної роботи …………………………………………… | ||
2. | Характеристика природних умов об’єкту. Норма осушення. Вибір способу осушення | ||
3. | Планування відкритої осушувальної мережі …………………………………………….. | ||
4. | Гідрологічні розрахункі …………………………………………………………………… | ||
4.1. | Розрахунок максимального стоку дощових паводків (на водотоках з площею водозбору менше 50 км²) ……………………………… | ||
4.2. | Максимальні витрати талих вод …………………………………………………… | ||
4.3. | Стік передпосівного-посівного періодів ………………………………………….. | ||
4.4. | Меженні витрати …………………………………………………………………… | ||
5. | Гідравлічний розрахунок відкритих каналів осушувальної мережі ……………………. | ||
6. | Закрита осушувальна мережа ……………………………………………………………... | ||
6.1. | Планування дренажу на заболочених ділянках …………………………………... | ||
6.2. | Заглиблення дренажу ………………………………………………………………. | ||
6.3. | Розрахунок відстані між дренами …………………………………………………. | ||
6.4. | Розрахунок стоку для дренажних колекторів …………………………………….. | ||
6.5. | Гідравлічні розрахунки закритих колекторів ……………………………………... | ||
Додатки ………………………………………………………………………………………….. | |||
Варіанти топографічних планів до завдань на розрахунково-графічну роботу ……………. | |||
Література ……………………………………………………………………………………….. |
Навчальне видання