ROS (Ремонт оросительной системы), страница 11

К₁ - коэффициент фильтрации пахотного слоя почвы.

h₁ - глубина пахотного слоя почвы.

1,48 Кh₁ 1,48 1,81 0,55

К₃  В_т 0,4  3,68 м/сут

По варианту 3. Для снижения фильтрационного сопротивления при движении воды из пахотного слоя к закрытым собирателям принято кротование на глубину 0,60м дренером с диаметром 10см с расстоянием между кротовыми дренами 5м.

Согласно экспериментальным данным /сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации, М.1981г стр. 253/ кротовые дрены позволяют увеличить расстояние между собирателями в 1,5 - 2 раза. Кротовины устойчивы на суглинистых грунтах в течении 1 - 3 лет.

Таким образом по третьему варианту расстояние между собирателями, с учетом кротового дренажа, можно принять 35 м.

По варианту 4, кроме запашки торфа и устройства собирателей дополнительно предусмотрены колодцы-поглотители и закрытый материальный дренаж, который закладывается ярусом ниже. Таким образом, регулирующая сеть в понижениях будет состоять из 3-х ярусов: 1-й - кротовый дренаж через 5 м; 2-й - выборочные собиратели; 3-й - пластмассовый дренаж через 18 м с колодцами-поглотителями и колонками-поглотителями, которые устраиваются в местах пересечения дрен-собирателей и сети закрытого дренажа с средней глубиной закладки 1,2 м. Обязательное глубокое рыхление. Водно-воздушные условия осушаемых почв, наиболее близкие к оптимальным значениям для сельскохозяйственных культур, обеспечивает 4 вариант мелиоративной системы. Этот вариант принимается за проектное решение.

4.6. Гидравлический расчет коллектора.

Расчетный расход в коллекторе определили по формуле:

Q_кол. = qF +  q_nF_n

где: q - расчетный модуль дренажного стока, л/га, q=0.5л/с га;

F - площадь водосбора, F=65га;

q_n - расчетный модуль поверхностных вод, л/с га;

F_n - площадь водосбора поверхностных вод, обслуживаемая

колодцами-поглотителями, га, Fn = 10га.

Объем надмерзлотной воды в пахотном слое, подлежащей удалению в течение расчетного периода /= 20 сут./ , определяется по формуле:

V = ( h_n х 10³ + р - е ),

Рассматривая поглотительные колодцы как систему вертикальных скважин при установившемся режиме фильтрации воды из пахотного слоя, средний приток надмерзлотных вод к колодцу-поглотителю / м³/сут / за расчетный период можно определить по формуле Дюпюи:

Кn(Н² - h²)

Q = ln R

r₀

где: Кn - коэффициент фильтрации пахотного слоя, м/сут;

Н - действующий напор над колодцем-поглотителем

/над кровлей мерзлоты/, принимается 0,6 hn / hn -

мощность оттаявшего пахотного слоя /, м;

R - радиус слияния колодца-поглотителя, м;

r₀ - приведенный радиус колодца-поглотителя, м;

h_о - слой воды на «пороге перетока» в колодец-поглотитель

/в нашем случае можно принять нулю/, м.

Принимая длину колодца-поглотителя равной 2м и ширину: h=0,5м, найдем значение приведенного радиуса:

b + h' 2 + 0.5

r₀ = П 3,14 = 0,8 м

с учетом допущений / h_о = 0, H = 0.6h_n R = 3r₀ /:

K_П h²_П 3,14 1,81 /0,5/²

Q = 0.36 ^Х 1,25 = 0,36 1,25 2,4 = 0,46 м³/сут

460 30

Q_КОЛ = 0,5 65 + 86400 = 32,5 + 0,16 = 32,66 л/сек

Для коллекторов из пластмассовых труб во избежание размыва грунта у водоприемных отверстий максимальная скорость воды должна быть не более 1,5 м/с.

Скорость течения воды в коллекторах при пропуске расчетных расходов и полном заполнении их водой следует принимать не менее 0,3 м/с.

Таким образом площадь сечения коллектора будет:

Q 32.66

W = V = 15 = 2,177 дм² = 217,7 см²

Для пропуска расчетного расхода принимаем трубу диаметром 20 см.

4.7. Проверка работы закрытого дренажа и коллектора в период

снеготаяния.

1. Расчет коэффициента фильтрации засыпки из крупнозернистого песка в мерзлом состоянии выполнен по формуле А.И.Климко, В.И.Штылова /Методические указания по проектированию засыпок закрытых дренажей в зоне сезонного промерзания Л.,1980г/:

Км = Ко

где: Wс - содержание прочносвязанной влаги в почвогрунте по массе,

за которую принимается влажность, соответствующая коли-

честву незамерзшей воды в грунте при температуре воды -8С

/примерно соответствует максимальной молекулярной вла-

гоемкости/;  - 

i - объемная льдистость i = i₀ + i (i = 0,917 , где  - объёмная пористость,  - коэффициент водоотдачи;

/0,458 l₀ + 0.175₀ + 1,013 W/t ,

i = 73,2

где t - абсолютная величина средней отрицательной температуры

мерзлого слоя грунта;

₀ - объемная масса грунта в сухом состоянии, г/см3;

W - содержание в массе в мерзлом грунте незамерзшей воды

при 0⁰ С, в долях.

По кривой гранулометрического состава крупнозернистого песка определяем: d₁₀ = 0,035 см; d₁₇ = 0,041 см; d₆₀ = 0,058 см;  = ------ = 1,66. Пористость 0,39; i₀ = 1,65 т/м³; коэффициент водоотдачи - 0,01; минимальная температура мёрзлой засыпки в момент инфильтрации талых вод - 8^оС /t = 8/;

0,39 - 0,01

i_о = 0,917 = 0,414

i = 5 х 10^-3 8 = 0,4 К_

По графику при i = 0,913, n = 0,39 и  1,66 находим ₁₇ = 4,8 х 10^-3. Таким образом К_м = 0,7 м/сут.

2. Расчет времени оттаивания грунта до верха хорошо фильтрующей засыпки по формуле:

4_T 2E E + 0,5Cг Br ,

h = Cг t Cг  E

где: _T - коэффициент теплопроводности грунта в талом состоянии,

кДж/м сут град;

Сг - теплоемкость талого грунта, отнесенная к единице объема;

кДж/м3 град;

t - время, сут;

 - тангенс угла наклона осредняющей прямой

хода среднесуточных температур поверхности грунта, град/сут

/для Тюменского р-на  = 0,21/

Исходные данные: грунт - суглинок. Объемная масса 1450 кг/м³, объемная льдистость грунта - i = 0,4; пористость - n = 0,45; общая влажность грунта - W = 29%;  = 334 кДж/кг; л = 917 кг/м³.

Теплоемкость суглинка в сухом состоянии:

Cг = _о /С_ск + С_в W/ = 1450 /0,837 + 4,21 0,29/= 2980 кДЖ/м³

По рис. 7 для _о = 1,45 т/м³ и W = 29% определим _Т = 110,6 кДж/м сут град.

Сг 2980

а = 4 т = 4 110,6 = 6,75; Е = i х  х _л = 0,4 х 334 х 917 = 122500 кДж/м³

2Е 2 122500

Р = Сг = 2980 0,21 = 390.

По графику рис.6 с учетом слоя оттаивания /h = 0,35 м/, величины параметров Р = 390 и а = 6,75 определен срок оттаивания, который составил t = 16,8 сут. Таким образом, средний срок оттаивания льдонасыщенной засыпки из перемещенного грунта - конец первой декады мая. С этого момента времени предлагаемая конструкция засыпки закрытого дренажа обеспечит эффективное осушение пахотного слоя независимо от времени полного оттаивания грунта засыпки и междренья.

3. Проверка на образование ледяных пробок в коллекторе и дренах.

При заложении дренажа в зоне промерзания он может не действовать в весенний период из-за образования в коллекторе и дренах ледяных пробок. Причинами образования ледяных пробок в дренах могут являться:

1/ проникновение паводковых вод в дрены через устья коллекторов;

2/ миграции влаги к фронту промерзания.

Учитывая, что в качестве дрен применяются пластмассовые дренажные трубки со средним диаметром пор 0,09 мм, образование ледяных пробок вследствие миграции влаги к фронту промерзания в опытах не наблюдалась, то и проверку расчетам не проводили.

Расчетная проверка образования ледяных пробок в результате подтопления устья коллектора и дрен проведена в соответствии с методикой Сев.НИИГиМа и время замерзания, при радиусе дренажных труб d = 75 мм составила 18 сут. оттаивание. В соответствии с теплофизическими характеристиками почвы относительное время замерзания воды в дрене составит  (t_i=1, К)=26,5. Допустимая отрицательная температура грунта в зоне заложения дрен составляет t₂=-0,8^ОС. На период окончания снеготаяния температура грунта в зоне заложения дрен / глубина заложения дрен колеблется от 0,5 до 1,6 м/, наименьшая температура почвы по нашим наблюдениям составляла - 0,4^ОС /глубина - 60 см/.

5. Мероприятия по охране окружающей среды.

Необходимость предотвращения возможного негативного воздействия мелиоративной системы на окружающую среду учитывается на всех этапах ее создания и, в первую очередь, на стадии изысканий , когда осуществляется комплексное изучение природных условий района строительства.

Предпроектные изыскания были проведены с учетом основных положений земельного и водного законодательства, законов об охране природы. Требования этих законов в подготовительный и полевой периоды инженерных изысканий и в производстве работ на участках, намеченных под осушение, и на близлежащей территории были обеспечены:

-осуществлением мер профилактического (предупредительного) характера, исключающих необоснованные потравы посевов и посадок, вырубку кустарников и лесов, загрязнение поверхностных и подземных вод;

-выбором методов изысканий и средств производства работ с минимальным нарушением хода естественных процессов, и в первую очередь, физико-геологических явлений (активизация оползней, возникновение оврагов, изменение естественной структуры почвообразующих пород);

-проведение ликвидационных и восстановительных мероприятий по завершению производства всех работ (засыпка шурфов и выемок, тампонаж скважин, обратная укладка растительного слоя почвы, уборка сопутствующего мусора и отходов);

Решение проектной задачи исключает отрицательное влияние на природную среду, не вызовет появление и развитие негативных процессов, которые смогут нарушить устойчивость и функциональную пригодность флоры и фауны, а также сооружений различного предназначения.

5.1. Охрана земель.

Предусматриваемые проектом мелиоративное мероприятие по осушаемой площади позволяют ввести в сельхозоборот 202 га малоценных угодий.

Отвод земель под транспортирующую сеть и дороги соответствуют Нормам отвода земель для строительства линейных сооружений «СН-474-74».

Осушаемые земли используются под овощные культуры. Травяной покров и дернование верхнего слоя корневой системой предотвращает ветровую эрозию.

Отвалы грунтов разравниваются, временные валы древесины ликвидируются, а площади, занятые ими, используются под посев.

По разровненным отвалам вдоль каналов производится вспашка с оборотом пласта с целью сохранения гумусового горизонта.

5.2. Охрана вод.

Предусмотренные проектом подпорные сооружения позволяют регулировать уровень грунтовых вод, не допуская их сработку ниже требуемой нормы осушения.

Водоохранные мероприятия, предотвращающие попадание удобрений и пестицидов в водоприемник, разработаны в соответствии с требованиями «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» от 16.05.74 г.

К ним относятся :

- соблюдение правил хранения, транспортирования и внесения минеральных удобрений и других средств химзащиты;

- отказ от внесения любых удобрений по снежному покрову;

- распашку земель проводить параллельно береговой полосе;

- ограничения до возможного минимума внесения азотных удобрений осенью;

-разовое внесение азотных удобрений в весенний период в дозах не более N₆₀ и в оптимальные сроки;

-дробное внесение удобрений в вегетационный период (после каждого укоса на сенокосах и стравливания травы на пастбищах) и дозах не более N₆₀, К.₆₀.

- применение высококонцентрированных (безбаластных) удобрений в гранулированных формах;

- внесение навоза только в обезвреженном виде;

- применение гербицидов и ядохимикатов только кратковременного действия, быстро разлагающиеся на безвредные вещества.

Дозы внесения удобрений указаны в разделе «Сельскохозяйственное освоение».

В соответствии с расчетом загрязнения водоприемника нитратами (по азоту ), выполненным по методу СевНИИГиМа, их концентрация составляет 7,7 мг/л, что ниже допустимой (10 мг/л).

Произведен расчет на смешение сточных вод с водами водоприемника.

Данные по качественному составу воды в р.Тура и дренажного стока, а также предельно-допустимые (ПДК) вредных веществ для хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и рыбохозяйственного водопользования приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

____________________________________________________________

Показатели загрязнения Состав и свойства Расчетные предельно-

сбрасываемых вод допустимые нормы

загрязнителя состава сточных вод