Осушительно-увлажнительная система (стр. 3 из 6)
Поперечное сечение оградительных каналов принимают в форме неравнобокой трапеции. Заложение внутренних откосов принимается по приложению 4, внешних на 0,5 большим. Площадь поперечного сечения определяется на основании гидравлических расчетов при площади водосбора > 5 км.кв.).
Для гидравлически нерассчитываемых каналов ширина по дну принимается в зависимости от оборудования экскаватора, устраивающего канал:
а) обратная лопата - 0,4 м;
б) драглайн - 0,6 м.
Откосы и дно оградительных каналов при необходимости крепятся. Грунт, вынутый при устройстве оградительных каналов, укладывается только на низовую сторону. Разравнивание кавальеров производится слоем 10 см.
Проводящая сеть (магистральные каналы, коллекторы) связывают регулирующую и оградительную сети с водоприемником.
При осушении болот проводящие каналы, как правило, трассируют по самым глубоким местам залегания торфа - понижениям минерального дна. При осушении минеральных земель - трассы проектируют по наиболее низким элементам рельефа. По возможности трассы каналов совмещают с границами землепользователей и севооборотов, учитывают расположение существующих и запроектированных инженерных коммуникаций (дорог, трубопроводов, мостов и др.), пересечения с которыми должны осуществляться под прямым углом или близким к нему. В поймах рек трассы магистральных каналов должны примерно совпадать с направлением движения весеннего паводка.
При осушении равнинных массивов следует, по возможности, обеспечивать двухсторонний впуск коллекторов и соблюдать прямолинейность и параллельность трасс каналов и коллекторов, сохраняя принимающие и впадающие каналы под прямым или близким к нему углом с закруглением.
Уклоны дна проводящих каналов проектируют с таким расчетом, чтобы скорость течения не уменьшалась от истока к устью.
Уклон дна каналов должен, по возможности, соответствовать уклону поверхности земли и быть не менее 0.0003. Минимально допустимый уклон для без уклонных территорий - 0.0002.
Верхним пределом уклона для незакрепленного канала является максимально допустимый на размыв
(11), гдеvдоп - допустимая неразмывающая скорость, м/с (принимается в соответствии с приложением 4);
R - гидравлический радиус поперечного сечения при пропуске максимального расхода, м;
C - коэффициент Шези.
Вертикальное сопряжение проводящей сети осуществляется таким образом, чтобы обеспечить бесподпорное движение воды во всех ее элементах, не допуская паводкового затопления на сроки превышающие расчетные.
Между собой и водоприемниками проводящие каналы сопрягаются в соответствии со следующими требованиями:
- расчетные бытовые уровни воды в гидравлически рассчитываемых каналах должны совпадать - уровень в уровень;
- при впадении гидравлически нерассчитываемого канала в рассчитываемый дно впадающего на 0.1 м ниже расчетного среднемеженного уровня в принимающем;
- для гидравлически нерассчитываемых - дно в дно.
Закрытые коллекторы сопрягают с проводящим каналом, таким образом, чтобы запас между нижней поверхностью коллекторной трубы и бытовым уровнем воды в канале составлял не менее 0.2 - 0.4 м; если канал не рассчитывается и уровень воды в нем не известен, то запас от дна должен быть не менее 0.4 м.
5.3. Гидравлический расчет открытых каналов.
В результате гидравлических расчетов должны быть обеспечены условия пропуска расчетных расходов в канале в соответствии с табл. 1.
Предварительные параметры каналов: глубины, уклоны, ширины по низу могут быть получены в результате проектирования каналов и их взаимной увязки в вертикальной плоскости.
Гидравлический расчет открытых водотоков производят в следующих створах:
а) в устье водотока;
б) выше и ниже каждого впадающего канала, расход которого составляет 10% и более от расхода рассчитываемого водотока в данном створе;
в) выше и ниже мест перелома уклонов;
г) на бесприточных участках при увеличении водосбросной площади на 10% по отношению к выше расположенному расчетному створу.
Проектирование и гидравлический расчет открытых проводящих каналов ведется в следующей последовательности:
1) на плане намечается трасса канала в соответствии с выше приведенными рекомендациями;
2) на намеченной на плане трассе на миллиметровой бумаге строится профиль поверхности трассы, на нем показываются все впадающие в канал открытые каналы и закрытые коллектора и отметки их устьев (дна);
3) в соответствии с требованиями сопряжения открытых каналов с открытыми и закрытыми собирателями и исходя из условий пропуска расчетных расходов, устанавливается глубина канала Н (2.0 - 2.5 м); эта глубина канала Н откладывается на построенном профиле;
4) придерживаясь принятых глубин канала, проектируется дно канала, желательно чтобы уклон канала соответствовал уклону поверхности трассы канала.
Гидравлический расчет заключается в определении основных параметров: J - уклон дна; глубины Н; ширины по дну b.
Расчет ведется методом последовательных приближений.
1) в соответствии с принятым уклоном J, назначив ширину по дну (0.4 - 0.6 м) в соответствии с параметрами ковша экскаватора, приняв трапецеидальную форму поперечного сечения и соответствующее для заданных грунтов заложение откосов, для 3 - 4 глубин канала (0.5 м; 1.0 м; 1.5 м; 2.0 м) определяем расходы воды для этих глубин и строим кривую связи Q;
2) проверяем насколько принятые параметры отвечают условиям
пропуска расчетных расходов
H = h + a,
где h - глубина воды в канале при пропуске расчетных расходов, м;
a - запас от бровки канала до расчетного уровня, м; в со ответствии с табл. 1;
3) в случае, если принятые параметры удовлетворяют условиям пропуска расчетных расходов, их оставляют без изменений, если параметры не обеспечивают требуемого запаса_1 _0 , то приходится изменять ширину канала по дну, глубину или уклон до получения удовлетворительного результата;
4) для принятых параметров канала определяются максимальные и минимальные скорости воды и сравниваются с допустимыми на размыв и заиление, при скоростях, превышающие допустимые на размыв, подбирается подходящий тип крепления.
Полученные в результате гидравлического расчета уровни воды в канале при пропуске расчетных расходов наносятся на продольные профили и типовые поперечные сечения (Приложе- ние 5).
Гидравлический расчет каналов выполняется по формулам равномерного движения
Q = w×v = wC
, (12)где Q - расчетный расход в створе, м.куб./с;
w - площадь живого сечения, м. кв./с;
C - скоростной коэффициент;
R - гидравлический радиус, м;
j- уклон дна канала.
Для трапецеидального русла
w =(b + mh) × h (13)
R = w/X (14)
X = b + 2h ×
(15)Скоростной коэффициент определяется по формуле Н.Н.Павловского
(19)а) при 0,1 м < R < 1.0 м у = 1,5
б) при 1.0 м < R < 3.0 м у = 1,3
Коэффициент шероховатости принимается в соответствии с приложением 6.
6. Проектирование закрытой регулирующей сети.
6.1. Порядок проектирования.
Перед непосредственным проектированием закрытой регулирующей сети в плане необходимо выполнить следующее:
1) установить площади не требующие осушения;
2) определить площади, где необходимо проектировать специальные виды дренажа либо открытую сеть;
3) наметить участки кустарника и мелколесья, которые следует оставить в качестве полезащитных лесополос и природных мероприятий;
4) установить водоразделы и определить, откуда и с какой площади поступает поверхностный сток на осушаемый участок;
5) наметить трассы водоприемника, проводящих и ограждающих каналов, а для польдерных систем - трассы ограждающих дамб;
6) наметить места водохранилищ, прудов, противопожарных водоемов, насосных станций и других сооружений;
7) определить трассы проектируемых и внутрихозяйственных и эксплуатационных дорог;
8) наметить трассы подземных трубопроводов при проектировании осушительно-оросительных систем.
6.2. Проектирование дренажа в плане.
Закрытая регулирующая сеть может быть выборочной и систематической. Выборочная сеть проектируется в тех случаях, когда необходимо осушить отдельные понижения с помощью несколько дрен или закрытых собирателей.
Систематической сетью осушается отдельный массив, по которому дрены или закрытые собиратели располагаются на расчетном расстоянии параллельно друг другу.
При уклонах поверхности 0.005 и более систематическую регулирующую сеть следует проектировать перпендикулярно основному потоку поверхностных вод (поперечная схема), располагая под острым углом к горизонталям местности для придания дренам большего уклона, что позволяет избежать большего заглубления устьевой части дрен.
При безуклонной и малоуклонной поверхности осушаемого участка регулирующая сеть может быть расположена как по продольной, так и по поперечной схеме. При реконструкции мелиоративных систем (замене открытой сети на закрытый дренаж), дрены и коллектора должны быть запроектированы таким образом, чтобы было минимальное количество пересечений с ликвидируемыми каналами.
При проектировании дренажной сети необходимо стремиться к двухстороннему впуску дрен в коллектор.
Максимальная длина дрен при уклонах J < 0.005 - 200 м, J > 0.005 - 300 м.
Наименьшая длина - 50 м.
Расстояния между элементами дренажной системы и открытыми каналами, а так же другими сооружениями должны назначаться в соответствии с размерами, указанными в приложении 7.