Расчёт расстояния между дренами

Расстояния между дренами при безнапорном питании принимаются по данным практики и, рекомендациям научно - исследовательских учреждений (табл.5).

Таблица 5 – Расстояния между закрытыми дренами при грунтовом питании (м).

Характер хозяйственного использования	Почво-грунты пахотного слоя
	Пески	Супесь	Суглинки			Глины	Торф
			Лёгкие	Средние	Тяжёлые		низинный	переходной
Полевые, овощные с/о	45-35	35-30	30-25	25-20	20-15	15-10	40-30	35-25
Сенокосы, пастбища	50-40	40-35	35-30	30-25	25-20	20-15	45-35	40-30

Примечание:

1. Большие расстояния следует принимать при осушении мине­ральных земель с лучшей проницаемостью грунтов, а при осушении болот в случае подстилания торфа проницаемыми грунтами.

2. При напорном водном питании расстояния между дренами следует умень­шать на 10-25%.

Расстояния между закрытыми дренами, приведенные в таблице 5, можно проверить по формуле академика А.Н.Костякова.

где Н - глубина закладки дрены, м

Z - норма осушения, м

Т - продолжительность понижения уровня грунтовых вод на норму осушения, сутки

К - коэффициент фильтрации, м/сут.

С - коэффициент водоотдачи грунта, %

=25,1

7. Гидрологический расчёт

При проектировании осушительной сети необходимо определить расчетные расходы воды, которые должны пропускать проводящие каналы в различные критические периоды года.

Количество воды, поступающее в проводящую сеть с водосборной площади определяется по формуле:

Q_вод = F_вод* q_пов= 900 * 0,7 = 630,0 л/с (0,63 м³/сек),

где F_вод – водосборная площадь, га;

q_пов – модуль поверхностного стока.

Модуль поверхностного стока для условий Предуралья может вычисляться:

л/с

Количество дренажной (грунтовой) воды, отводимое одним закрытым коллектором, вычисляется по формуле:

Q_колл = F_уч*q_дрен = 4,5 л/с =0,0045 м³/с

где F_уч- площадь участка, га;

q_дрен-модуль дренажного стока.

Диаметр коллектора:

=

где:

- уклон коллектора.

Модуль дренажного стока вычисляем по формуле:

q_дрен = с 1 га

где: А – расчетные атмосферные осадки, мм/сутки;

μ – коэффициент поглощения воды почвой;

ν – коэффициент дренажного стока.

8. Определение расхода магистрального канала

Общий расход воды в магистральном канале будет скапливаться из следующих величин

= 0,63+0,20=0,83 м³/сек

где: Q _вод – количество воды поступающее с водосбора;

∑Q_колл – суммарное количество грунтовой воды, поступающее из всех коллекторов в проводящую сеть.

Гидравлический расчёт

Гидравлическим расчетом определяются размеры поперечного сечения проводящих каналов, и проверяется скорость движения воды в канале.

Через устье магистрального канала должно пройти количество воды, равное 0,95

Требуется определить размеры поперечного сечения устья магистрального канала.

Пропускная способность канала равна:

Q_пр = F * V = 0,86*0,96=0,83 м³/сек

где: F – площадь поперечного сечения канала;

V – скорость течения воды в канале.

Поперечное сечение магистрального канала

b – ширина канала по дну, м

h – глуб. воды в канале

J=m/h – показатель крутизны

откоса, коэф. заложения откоса

b = 0,7

h_мк =0,6

m=0,9

J=m/h=0,9/0,6=1,5

Площадь живого сечения:

=0,6*(0,7+1,5*0,6) =0,96 м

Скорость течения воды в открытых руслах и водотоках определяется по уравнению Шези:

= 46,84*√0,34*0.001=0,86 м/сек

где: с – скоростной коэффициент;

R – гидравлический радиус канала;

i_мк – уклон магистрального канала.

Гидравлический радиус - это соотношение площади поперечного сечения канала к его смоченному периметру (дно канала + два откоса);

= 0,96/2,86=0,34 м

Смоченный периметр канала

2,86

Скоростной коэффициент вычисляется по уравнению Базена:

46,84

Скорость течения воды в каналах должна быть такой, чтобы, с одной сто­роны, каналы не заилялись, а, с другой стороны, чтобы каналы не размывались. Скорости течения воды в каналах зависят от уклона. Минимально допустимые уклоны приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Минимально допустимые уклоны осушительных каналов

Каналы	Минимальный уклон
Магистральный канал	0,0002
Транспортирующий собиратель	0,0003
Нагорный канал	0,0003
Ловчий канал	0,0005

	Уклоны
Магистральный уклон	0,0002
Транспортирующий собиратель	0,0003
Нагорный канал	0,0003
Ловчий канал	0,0005

Наименьшая допустимая скорость, принимаемая из условий незарастания осушительных каналов должна быть не менее 0,3 м/сек.

Максимальные скорости течения воды, не вызывающие размыва грунта, приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Средние скорости, не вызывающие размыва грунта в канале при гидравлическом радиусе R=1

Грунты	Допустимые максимальные скорости, м/с
Глина Суглинок тяжёлый Суглинок средний Суглинок легкий Cyпecь Песок крупный Торф мелкоразложившийся Торф разложившийся	0,75-1,25 0,70-1,20 0,65-1,00 0,60-0,90 0,40-0,60 0,60-0,75 1,20-1,50 0,50-0,80

Ширина канала по дну согласовывается с параметрами рабочих органов экскаватора или канавокопателя.

Важную роль играет правильный выбор коэффициента заложения откоса, влияющий на устойчивость канала. Откосы каналов должны быть не круче угла естественного откоса данного грунта (табл. 8).

Таблица 8 – Коэффициенты заложения откосов осушительных каналов

Наименование грунтов	Коэффициент заложения откосов
	Магистральные каналы	Транспортирующие собиратели
Глины, тяжёлые суглинки Средние суглинки Лёгкие суглинки, супеси Пески Торф малоразложившийся Торф, средне и хорошо разложившийся	1,00-1,50 1,25-1,50 1,25-2,00 1,75-2,25 1,25-1,75 1,50-1,75	1,00 1,00-1,25 1,25-1,50 1,50-2,25 0,75-1,00 0,75-1,25

При производстве гидравлического расчета известно количество воды, которое должен пропускать канал, а размеры его не известны. Поэтому расчет ведется методом подбора или методом последовательных приближений.

Это означает, что нужно принять какие - то значения (b, h, J), подставить их в приведенные выше формулы и определить, сколько воды (Q=F*V) будет пропускать канал при принятых параметрах (b, h, J).

Результат надо сравнить с (Q_мк=Q_вод+ ∑Q_колл) с тем количеством воды, ко­торое канал должен пропускать.

Расхождение между расчётным расходом и фактической пропускной спо­собностью канала не должно превышать 5% в сторону увеличения и 2%, в сто­рону уменьшения.

Если эти условия не выполняются, надо изменять величины (b или h) и

производить повторный расчет.

Сравниваем Q_мк с тем количеством воды, которое канал должен пропустить:

Q_пр ≥ Q_мк

0,83≥ 0,83