На орошаемом массиве имеются блюдцеобразные замкнутые понижения с разницей отметок поверхности до 0,75 м. Почвы этих участков лугово- болотные и торфянисто-перегнойно-глеевые. На глубине 0,30 - 0,40м имеется слабоводопроницаемый горизонт мощностью 0,07 - 0,15 м с коэффициентом фильтрации 0,01м/сут. Торфяной слой этой почвы составляет 0,15 - 0,20 м со степенью разложения 35 - 40% и коэффициентом фильтрации 4,5м/сут.

Продолжительность отвода поверхностных вод в ранневесенний период устанавливается в зависимости от вида сельскохозяйственного использования.

Для полевых /без озимых культур/, кормовых, овощных и овощекартофельных севооборотов продолжительность отвода поверхностных вод из замкнутых понижений определены по формуле:

t О = QtС + (D3 - D1) - t,

где: tС - средняя продолжительность снеготаяния, сут;

Q - коэффициент, учитывающий начало водоотдачи из снега в

период снеготаяния, принимается равным Q = 0,6 - 0,7;

D1 - средняя дата окончания снеготаяния;

D3 - дата начала полевых работ ( наступление мягкопластичного состояния почвы ); t - продолжительность периода от даты отведения поверхностной воды до наступления мягкопластичного состояния почвы, t = 3...5 сут.

tО = 0,6 х 11 + ( 8.V - 20.IV ) - 4 = 20,6 сут.

Наличие на глубине 0,30 - 0,40 м слабопроницаемого горизонта обуславливает сложность осушения этого участка. Для радикального решения вопроса осушения необходимо провести глубокое рыхление с целью создания наклонно-слоистой минерально-торфяной структуры путем глубокой запашки почвы специальным плугом. Для принятия схемы регулирующей сети и способов осушения рассмотрены 4 варианта.

Вариант 1. Проведение глубокого рыхления и создания наклонно-слоистой минерально-торфяной структуры путем глубокой запашки их специальным плугом.
При этом горизонтальные слои почвы поворачиваются на 130...140о и устанавливаются под углом к вертикали ( = 45о . В следствии этого создается разрыхленный слой толщиной 0,3м, содержащий 13% торфа по массе.

Вариант 2. Глубокая вспашка как и в первом варианте с отводом поверхностных вод с помощью закрытых собирателей. Поверхностные воды через пахотный горизонт и траншейную, хорошо фильтрующую, засыпку поступают в дренажные трубы и отводятся за пределы осушаемой территории. Закрытые собиратели при полном насыщении пахотного и нижележащего горизонтов работают и как закрытые дрены.

Вариант 3. Для усиления осушающего действия закрытых собирателей предусматривается нарезка кротовых дрен на глубине 0,6м с междренным расстоянием 5м, диаметр дренера 10см. Кротовые дрены полностью будут находиться в минеральном грунте. Это позволит увеличить расстояние между собирателями в 2 раза т.е. принять расстояние 26м.

Вариант 4. Для усиления осушающего действия регулирующей сети варианта 3 предусматривается редкая сеть закрытого дренажа с глубиной закладки 1,5м. В плане, дрены располагаются перпендикулярно закрытым собирателем и в месте их пересечения предусматриваются поглотительные колодцы, это позволит увеличить расстояние между собирателями до 50м и снизить стоимость строительства, при этом повысится надежность осушительной системы. Исходные данные для расчета параметров регулирующей сети представлены в таблице 4.1.

Сброс воды с осушаемых площадей осуществляется с помощью открытой и закрытой транспортирующей сети. Избыточные воды с первого участка осушения отводятся по закрытой транспортирующей сети, выполненной из асбестоцементных труб. Транспортирующая сеть второго участка выполняется так же из асбестоцементных труб и является продолжением транспортирующей сети первого участка. Асбестоцементная труба выводится в открытый канал.
Протяженность закрытой транспортирующей сети составляет 1620м.

Избыточные воды с третьего участка отводятся, в проходящий по границе участка открытый канал.

Таблица 4.1

Исходные данные для расчёта параметров дренажа по зависимостям /1-12/

|№ |Параметры |Ед. |Обозн|Абсолютна|
|п/п | |изм. |ачени|я |
| | | |е |величина |
|1 |2 |3 |4 |5 |
|1 |Коэффициент фильтрации фильтра |м/сут|Кф |100,00 |
|2 |Коэффициент водоотдачи |- |( |0,01 |
|3 |Расчетный напор |м |Нр |0,46 |
|4 |Расстояние от оси дрены до водоупора |м |Mg |1,25 |
|5 |Общее фильтрационное сопротивление /по |м |Lhg |-1,999 |
| |степени закрытия пласта / | | | |
|6 |Безразмерное фильтрационное сопротивление |- |Фi |0,157 |
| |«идеальной» дрены | | | |
|7 |Безмерное фильтрационное сопротивление на |- |Фi |-3,318 |
| |несовершенство дренажа по характеру вскрытия| | | |
| |пласта | | | |
|8 |Проводимость пласта |м2/су|Т |0,365 |
| | |т | | |
|9 |Норма осушения |м |а |0,4 |
|10 |Глубина залегания УГВ в начале расчетного |м |а1 |0,0 |
| |периода | | | |
|11 |Запас воды в снеге 10%-ной обеспеченности к |м |НCH |0,113 |
| |началу таяния | | | |
|12 |Интенсивность испарения |м/сут|е |0,001 |
|13 |Интенсивность атмосферных осадков |м/сут|р |0,0012 |
|14 |Количество воды подлежащей отведению |м |( |0,0494 |
|15 |Наружный диаметр дренажной трубы |м |D |0,075 |
|16 |Толщина фильтра |м |( |0,001 |
|17 |Число рядов перфорации |- |n |16 |
|18 |Шаг перфорации |м |s |0.01 |
|19 |Расчетное время отвода весенних вод |сут |t |20,6 |
|20 |Угол повернутого пласта к вертикали при |град |( |45 |
| |запашке торфа | | | |
|21 |Расстояние от водоупора до подпахотного слоя|м |mh |1,45 |
| | | | | |
| | | | | |
|Продолжение таблицы 4.1 |
|1 |2 |3 |4 |5 |
|22 |Коэффициент фильтрации |м/сут| | |
| |слоя торфа | |К1 |4,5 |
| |слоя суглинка | |К2 |0,06 |
| |подстилающего грунта | |К3 |0,09 |
|23 |Глубина заложения дрены |м |в |0,75 |
|24 |Время стабилизации |сут |t |2 |

4.5. Расчет регулирующей осушительной сети.

По варианту 1. Соотношение между толщиной запахиваемого минерального грунта и слоя торфа hm/ht допускается до 1...2. Исходя из этого допущения припашку минерального грунта принимаем 0,15м. Следовательно глубина рыхления составляет b3 = 0,55м. Глубину заложения дрен принимаем
0,75.

Расчетные зависимости для определения междренного расстояния по варианту 1. Следующие:

W = HCH (1 - () + (a - a1)( + (р - е)t;

/1/

( = 0,8...0,9, ( = 0,056 (К3 (в-НР, t = 20 сут;

W q = t ;

/2/

Нр = в - а1 - 0,6а ;

/3/

Мв = Нр - Мн + Мg ;

/4/

Т = 0,5К1вМв + КнМн ;

/5/

((К1М1 + К2М2 + К3М3)

Кв = b3 ;

/6/ q mв

Нр = Нр - Cos ( К(в ;

Т 2Mg Mв

L нд = (КН (D MН ;

/8/

К _ Д+2 _ К

Фi = Кф Д КФ ;

/9/

49,4 (1,012d0 - 1,82+1)

Ф0i = (n/s)(0.0066d4.5 + 1.33) ;

/10/

(T _

В = 4 ((L2нg + 4( Lнg) ;

/11/

Обозначения приводятся в таблице 4.1.

/Расчетная схема принята по справочнику осушения под ред. Б.С.
Маслова, 1985г, табл. 11.13/б/, стр.162/

При неустановившейся фильтрации В = 14,9м.

По варианту 2. Время освобождения пахотного слоя почвы от гравитационной воды определялось по зависимости Х. А. Писарькова и уточненное С. Ф. Аверьяновым и К. М. Мячи:

( Barctn x

t = 3 (k1(e - q2)

/12/

2h1 (k1 x = B (e+q2

/13/

4k2h22

q2 = B2

/14/

где: К1, К2 - коэффициенты фильтрации соответственно пахотного /К1 =

Кв/ и подпахотного горизонтов / К2 = Кн = 0,099 м/сут/; q2 - интенсивность поступления воды в закрытые собиратели из подпахотного слоя, м/сут; h1, h2 - мощность пахотного /h1 = 0,55 м/ и подпахотного /h2 = 1,45 м/ слоёв, м.

Нормативное время освобождения пахотного слоя почвы принято 3 суток.
По заданному времени t = 3cут. следует, что расстояние между собирателями равны 16,8 м. Из формул /12, 13, 14/ следует, что расстояние между собирателями не зависят от диаметров и конструкций дренажных труб, т.е. приток к дренам меньше их водоприемной способности.

По данным СевНИИГиМ должно выполнятся условие между водопроницаемостью грунта и траншейной засыпкой:

К3вТ ( 1,48К1h1 ,

/15/

где вТ - ширина траншеи, м;

К3 - коэффициент фильтрации засыпки;

К1 - коэффициент фильтрации пахотного слоя почвы. h1 - глубина пахотного слоя почвы.

1,48 Кh1 1,48 1,81 0,55

К3 ( Вт 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:

Qкол. = qF + ( qnFn

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

F - площадь водосбора, F=65га; qn - расчетный модуль поверхностных вод, л/с га;

Fn - 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 = (( hn 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 = (n 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; hо - 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 / hо = 0, H = 0.6hn R = 3r0 /:

(KП h2П 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

QКОЛ = 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

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9