11082-1 (689113), страница 3
Текст из файла (страница 3)
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 = wv = 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.
Длину коллекторов следует принимать не более 500 м.
6.3. Проектирование дренажа в вертикальной плоскости.
Глубина заложения дрен и собирателей устанавливается в зависимости от почвенных, топографических и гидрогеологических условий с учетом намечаемого сельскохозяйственного использования мелиорируемых земель.
Для обеспечения равномерности осушения дрены и собиратели по возможности проектируются одинаковой глубины.
Рекомендуется следующая оптимальная глубина дрен:
а) глины и суглинки, торф ( после осадки и сработки торфа - 1.2 - 1.3 м;
б) пески и супеси 1.1 - 1.2 м.
Минимальные глубины:
а) глины, суглинки, торф - 1.1 м;
б) песок, супесь - 1.0 м.
Наибольшая глубина дрен и собирателей с целью сведения к минимуму отрицательного воздействия осушения на водный режим прилегающей территории не должна превышать 1.4 м.
Уклон дрен и собирателей по возможности проектируется единым по всей длине дрены, близким к естественному уклону поверхности. Оптимальные уклоны дрен - 0.008 - 0.015. Минимальные - 0.003, на безуклонных площадях - 0.002.
Диаметры гидравлически не рассчитываемых дрен принимается конструктивно с таблицей.
Таблица 3.
Условия | Виды дренажа | |
применения дренажа | Гончарный, диаметр внутренний | Пластмассовый, диаметр наружный |
1 | 2 | 3 |
1. Обычные условия | 50 | 50 |
2. Мелкозернистые пылеватые пески, содержание закисного железа в грунтовых водах более 5 мг/л, замкнутые понижения, частки грунтово-напор ного питания, староречья и каналы засыпаемые, первая дрена у дороги без кювета | 75 | 65 |
3. Разреженный дренаж | 75 | 65 |
Во избежание закупорки полостей дренажных труб корнями древесно-кустарниковой растительностью, дрены необходимо располагать от лиственных пород не ближе 20 м, а для хвойных - 15 м. При осушении садов дрены прокладываются посередине рядов деревьев.
Сопряжение дрен и собирателей с коллекторами рекомендуется осуществлять под углом 60 - 90, по возможности обеспечивая двусторонний впуск.
6.4. Защита дренажа от заиления.
При движении грунтовых вод к дренажным трубам и водоприемным отверстиям дрен происходит сужение фильтрационного потока, увеличение скоростей фильтрации и градиентов фильтрационного напора, в результате чего могут происходить фильтрационные деформации несвязных грунтов в виде выпора через отверстия дрен размером от 2 до 4 мм в полости труб. Частицы грунта при практически встречающихся уклонах дрен откладываются в трубах, уменьшая площадь поперечного сечения, вплоть до полной закупорки труб. В результате заиления полостей дренажных труб, кольматажа водоприемных отверстий дренаж перестает функционировать и дренированные площади становятся непригодными для сельскохозяйственного использования.
Для предупреждения заиления дренажа при его проектировании и строительстве необходимо предусматривать специальные мероприятия, которые заключаются в защите водоприемных отверстий дрен подходящим фильтрующим материалом для конкретных грунтовых и гидрогеологических условий осушаемого участка. Способы защиты и защитные материалы приведены в таблице 3.
Таблица 3.
Характеристики грунтов | Рекомендуемые защитно-фильтрующие материалы и способы их укладки |
1 | 2 |
Глины, тяжелые суглинки и тяжелые супеси. | Стеклохолст типа ВВ-АМ или другой подходящий рулонный материал сплошной полосой поверх труб, ширина полосы 15-17 см. Солома сверху, толщиной 10-20 см в неуплотненном состоянии. Поверх фильтра присыпка растительным грунтом слоем 20 - 30 см. |
Супеси и суг- линки, кроме пылеватых. | Стеклохолст или другой подходящий рулонный материал сплошным слоем по всему периметру труб. Поверх филь тра присыпка растительным грунтом слоем 20-30 см. |
Пылеватые суг- линки, мелкозер нистые пески, плывуны. | Стеклохолст или полиэтиленхолст сплошным слоем по- всему периметру труб. Наружные фильтрующие муфты конструкции БелНИИМиВХ (желательно в плывунах). По верх фильтра присыпка растительным грунтом слоем 20-30 см. Немедленная засыпка траншей на полную глубину траншеи. |
Средне- и круп- нозернистые пес ки. | Стеклохолст или другой подходящий фильтрующий мате- риал сплошным слоем по всему периметру труб. В суффозионных грунтах с проверкой условий некольматируемости фильтра суффозионными частицами. |
1 | 2 |
Торф низинный плотный ( >0.09 г/см куб.; степень разложения менее 35%). | Стеклохолст или другой фильтрующий материал сплош ной полосой поверх труб, ширина полосы 15-17 см. Присыпка сухим торфом из верхних слоев. Немедленная засыпка траншеи на полную глубину. |
Торф низинный, малой плотности ( < 0.9 г/ см куб., степень разложения более35%). | Солома, фрезерный торф сверху, слой соломы 10-20 см в неуплотненном состоянии, фрезерного торфа 5-10 см. Присыпка сухим торфом из верхних слоев. Немедленная засыпка траншей на полную глубину. |
При содержании в грунтовых водах осушаемых объектов закисного железа более 3 мг/л должны быть предусмотрены следующие мероприятия:
а) уклоны дренажных линий должны быть не менее 0.004;
б) защиту стыков дренажных труб производить соломой, льнокострой, опилками.
6.5. Гидравлические расчеты закрытых коллекторов.
Цель гидравлических расчетов - определение размеров поперечного сечения (диаметра) коллектора в зависимости от нарастания водосбросной площади.
Расчетные расходы необходимо определить в следующих сечениях: устье коллектора, местах изменения уклонов, при сопряжении коллекторов различных порядков, в местах впусков поверхностных вод из поглащающих устройств.
Расчетный расход дренажных вод в любом створе определяется по формуле:
Q = q F, где
q - модуль дренажного стока, л/(с га) - задается в зада нии;
F- площадь дренажной системы выше расчетного створа, га.
Гидравлический расчет труб производится по формулам равномерного движения при работе трубы полным сечением при безнапорном режиме
Q = q F = w C , где
Q - расход коллектора, л/с;
w - площадь живого сечения коллектора, м кв.;
R - гидравлический радиус, м;
J - уклон коллектора;
C - скоростной коэффициент.
Для облегчения гидравлических расчетов закрытых коллекторов в справочных пособиях приводятся таблицы и графики.
Гидравлический расчет (подбор диаметров коллекторов) от истока к устью ведется в следующей последовательности:
1) в истоке принимается минимальный диаметр равный 5 см или 7.5 см;
2) определение площади, которая может быть обслужена данным диаметром коллектора при запроектированном уклоне