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 = L·B , (22)

де L – 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 L, 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 Н1%

Типи кривих редукції опадів Тривалість добігання стоку схилами, сх, 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 p 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 p 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