НОРМА ОСУШЕННЯ. ВИБІР СПОСОБУ ОСУШЕННЯ
Осушувальна гідромеліоративна система
Методичні вказівки
до розрахунково-графічної роботи
з дисципліни «Основи гідромеліорацій»
для студентів базового напряму 6.060103 «Гідротехніка (водні ресурси)»
Затверджено
На засіданні кафедри
Гідравліки та сантехніки
Протокол №__ від __.__.2010 p.
Львів – 2010
Осушувальна гідромеліоративна система: Методичні вказівки до розрахунково-графічної роботи з дисципліни “Гідромеліорація” для студентів базового напряму 6.060103 “Гідротехніка (водні ресурси)” / Укл.: М.П. Босак, В.І. Орел. – Львів: Національний університет “Львівська політехніка”, 2010. – 32 с.
Укладачі: Босак М.П., канд. техн. наук,
Орел В.І., канд. техн. наук
Відповідальний за випуск: Чернюк В.В., канд. техн. наук, доц.
Рецензенти: Чернюк В.В., канд. техн. наук, доц.,
Ващик С.М., канд. техн. наук, доц.
ОБСЯГ І ЗМІСТ РОЗРАХУНКОВО–ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ
В обсяг РГР входить:
1. Характеристика природних умов об'єкту (рельєф, ґрунти); причини перезволоження), а також призначені для даних умов методи осушення.
2. Гідрологічні розрахунки.
3. Розробка план-схеми осушувальної мережі і споруд.
4. Гідравлічний розрахунок каналів і закритих колекторів; розрахунок відстаней між дренажними колекторами.
Графічний матеріал подають планом осушуваної системи заболоченої ділянки (аркуш форматом А-4 або А-3).
У завданні на виконання РГР наводено наступні вихідні дані: план ділянки; тип водного живлення; тип грунтів і коефіцієнти фільтрації грунтів; площа водозбору до розрахункового перетину, довжина основного водотоку.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНИХ УМОВ ОБ'ЄКТУ.
НОРМА ОСУШЕННЯ. ВИБІР СПОСОБУ ОСУШЕННЯ
Для нормального росту та розвитку сільськогосподарських культур необхідно оптимальне співвідношення вологи, тепла, повітря, світла і живильних речовин. Проте, наявність у ґрунті надлишку вологи негативно впливає на врожай сільськогосподарських культур, навіть якщо решта факторів життя рослин є в оптимальних межах.
Згідно з ДБН В.2.4.-1-99 [1, п.3.15], вологість шару ґрунту в кореневмісному шарі у вегетаційний період повинна підтримуватися: для зернових культур від 55% до 75% повної вологомісткості; для овочів, картоплі та коренеплодів від 60% до 80%; для трав від 65% до 85%. Така вологість забезпечує необхідний водно-повітряний режим ґрунту та одержання великих врожаїв сільськогосподарських культур.
З цією метою при близькому заляганні ґрунтових вод до поверхні землі їх необхідно понизити до оптимальної глибини, яку називають нормою осушення.
У табл. 1 [1, табл.3.1] наведено норми осушення (оптимальну глибину залягання підземних вод) залежно від сільськогосподарського використання земель і періоду розвитку культур.
Таблиця 1
Норми осушення
| Ч/ч | Сільськогосподарське використання земель | Норми осушення, см | ||
| період передпосівної обробки та збирання врожаю | перший місяць вегетації | у середньому за вегетацію | ||
| 1. | Польові, кормові, овочеві сівозміни | 40…60 | — | 90…110 |
| 2. | Пасовища | — | 70…90 | 90…110 |
| 3. | Сіножаті | — | 40…60 | 60…80 |
| Примітка: Менші значення норм осушення приймають для піщаних і супіщаних ґрунтів, більші – для зв’язних мінеральних ґрунтів і торфовищ. |
Якщо глибина залягання рівня ґрунтових вод у період збирання врожаю, що часто збігається з дощовою, погодою буде не вище 70 см, то несуча здатність ґрунту забезпечується.
На підставі топографічного плану заболоченої території, аналізу рельєфу місцевості і географічного місцязнаходження дається опис природних умов об'єкту: кліматичні (середньорічні значення атмосферних опадів, температура повітря, випаровування, тривалість вегетаційного періоду сільськогосподарських культур); гідрогеологічні (глибини залягання ґрунтових вод, наявність напірних вод і значення їх п'єзометричних рівнів щодо поверхні ділянки); геологічна будова (товщина і коефіцієнти фільтрації складових порід). Спосіб осушення заболоченої території – вибрати як відкритими каналами, так і закритим дренажем.
ПЛАНування ВІДКРИТОЇ ОСУШУВАЛЬНОЇ МЕРЕЖІ
При осушенні заболочених земель осушувальні та провідні канали, як правило, трасують по найглибших місцях залягання торфу і низьких ділянках рельєфу. По можливості траси каналів розміщують по межах землекористувачів і посівних оборотів, враховують розташування існуючих інженерних комунікацій (доріг, трубопроводів, мостів і ін.), перетини з якими повинні здійснюватися під прямим кутом або близьким до нього.
При осушенні рівнинних масивів необхідно, по можливості, забезпечувати двостороннє впускання колекторів і дотримуватися прямолінійністі паралельності трас каналів і колекторів, сполучення приймальних і впадаючих каналів виконують під прямим або близьким до нього кутом із закругленням. Рекомендовані відстані між відкритими осушувальними каналами залежно від ґрунтів наведені в табл. 2.
Таблиця 2
Відстані між відкритими осушувальними каналами для безнапірної (ґрунтової) води
| Ч/ч | Глибина каналу, м | Відстані, м, між відкритими осушувальними каналами у ґрунтах | |
| малопроникних | дуже проникних | ||
| 1. | 1,0 | ||
| 2. | 1,2 | ||
| 3. | 1,5 |
Згідно нормативних вимог [1], для ефективного використання землеобробної техніки, мінімальна відстань між відкритими осушувально–регулювальними каналами приймається 200м. Водоприймачами осушувальних систем можуть бути річки, струмки, озера, водосховища, стави [1, п.3.82]. Водоприймач повинен пропускати розрахункові витрати передпосівно-посівного періодів води весняної повені і літніх паводків при відповідних рівнях води.
Для перехоплення поверхневих, делювіальних, а також ґрунтових і ґрунтово-напірних вод, які надходять з площі водозбору, слід проектувати захисну осушувальну мережу (нагірні, ловильні, нагірно-ловильні канали, ловильні дрени, свердловини вертикального дренажу) [1, п.3.63]. Нагірні канали перехоплюють поверхневі води, що стікають з водозбору під час сніготанення та дощів. Ловильні і нагірно-ловильні канали перехоплюють ґрунтові і ґрунтово-напірні води. У плані нагірні канали проектують по межі осушуваної території. За наявності розораних ерозійних схилів відкритий захисний канал слід зміщувати на 30...50 м нижче до підошви схилу.
Позначення каналів, колекторів і дрен на плані осушувальної мережі (додаток А) наведено в додатку Б.
Глибину захисних каналів призначають у межах 1,0…3,0 м залежно від геологічних і топографічних умов з врахуванням осідання та спрацювання торфу.
Мінімальні похили захисної мережі приймають рівними 0,0003. Як виняток, для рівнинних територій допускається приймати похил 0,0002. Укладання вийнятого ґрунту слід передбачати на низовий бік каналу. При цьому висота кавальєрів не повинна перевищувати 2 м, а підошва його повинна бути на відстані не менше, ніж 5 м від бровки каналу [1, п.3.68].
ГІДРОЛОГІЧНІ РОЗРАХУНКИ
Метою гідрологічних розрахунків є визначення розрахункового стоку для проектування провідних каналів і споруд на них.
Розрахунковими періодами є [1, п.3.73]:
• – весняні та літньо-осінні паводки у випадку використання осушуваних земель під польові сівозміни з озимими та багаторічними насадженнями;
•– передпосівний період та літньо-осінній паводок для овочевихі та польових сівозмін без озимих;
•– літньо-осінній паводок для пасовищ та сіножатей;
• – меженний період для усіх видів сільськогосподарського використання земель.
Умови пропуску води весняної повені та літньо-осіннього паводка – у бровках каналу з запасом від бровок 0,3…0,5 м. Розрахункову забезпеченість стоку приймають залежно від характеру сільськогосподарського використання осушуваних земель: для овочевих – 5%, для інших – 10…20% [3].
Розрахункові створи для провідних каналів призначають в: гирлі каналу та в місцях впадання кожного бічного каналу, який гідравлічно розраховується.
4.1. Розрахунок максимального стоку дощових паводків (на водотоках з площею водозбору менше 50 км²)
Максимальні витрати стоку рекомендується визначити за формулою:
| Qp= A1%··H1%·р··F , | (1) |
де A1% – максимальний модуль стоку, A1% = f(·H1%) – додаток В;
– коефіцієнт паводкового стоку, = 0,10…0,15;
H1% – добовий шар опадів ймовірності перевищення р = 1% (додаток Г);
р – коефіцієнт переходу до розрахункової ймовірності перевищення (додаток Д);
– коефіцієнт, який враховує наявність ставків та озер, приймаємо = 1;
F – площа водозбору, км².
Максимальний модуль стоку A1% залежить від: гідроморфометричних характеристики русла Фр; часу схилового добігання ск ; типу кривих редукції опадів (для Полісся приймають тип 3, для рівнинних районів України – тип 4, для гірських районів – тип 5).
Гідроморфометрична характеристика русла
 ,
| (2) |
де L – довжина водотоку від вододілу до розрахункового перерізу, км;
m – показник шорсткості русла річки, для порівняно чистих русел постійних рівнинних водотоків m = 11; для русел великих і середніх річок значно засмічених, звивистих, а також частково зарослих з неспокійною течією m = 9; для щебенево-валунних русел гірського типу m = 7;
І – середній похил водотоку, ‰.
Гідроморфометричну характеристику схилів Фсх у розрахунково-графічній роботі слід приймати в межах 6…9.
Тривалість схилового добігання ск залежить від гідроморфометричної характеристики схилів Фсх і типу кривих редукції опадів. Для водозборів площею понад 10 км² тривалість схилового добігання сх за відсутності інших даних може бути прийнята такою для басейнів Полісся: незаболочені – 60…100 хв; заболочені – 150 хв; лісостеп – 40…60 хв.