Глава 4 Гидравлический расчет элементов осушительной сети.

4.1 Проверка пропускной способности дрен принятого диаметра.

Гидравлический расчет дрен проводят с целью проверки их пропускной способности для принятых уклонов и расстояния между ними.

Чтобы определить пропускную способность дрены, рассчитывают ее минимальный уклон ( i ).

i = h / l , где

h - превышение между истоком и устьем дрены, м;

l - длина дрены, м.

i = 81,1-80,7 / 200 = 0,002

Диаметр дрен, работающих в режиме осушения, на практике, принимают равным 5 см.

Приток воды к дрене из осушаемого слоя рассчитывают по формуле:

Q_g=q_max x ω

Q_д = 0,232 * 0,32 = 0,074л/с

q_max - максимальный модуль дренажного стока за расчетный период, л/с с 1 га.

ω – площадь осушаемая одной дреной, га.

q_max = 116 q, где

q - приток воды к дрене за расчетный период, м/сут.

q_max = 116 0,002 = 0,232 л/с с 1 га.

ω = (1*В)/10000,где

l – длина дрены, м;

В – расстояние между дренами, м.

ω = (1*16)/10000= 0,32 га.

Расход дрены Q_g =0,39 больше притока воды к ней Q_g=0,074 л/с следовательно принятый диаметр и расстояние между дрены достаточны для своевременного отвода избыточных вод.

4,2 Гидравлический расчет коллекторов.

Гидравлический расчет коллекторов производится с целью подбора диаметров коллекторных труб и определению их длинны. Коллекторные трубы подбирают, начиная от истока к устью с учетом стандартных размеров.

Длину коллектора минимального диаметра 10 см или любого другого определяют по формуле:

Q_k – пропускная способность коллектора принятого диаметра при уклоне коллектора наибольшей длинны, л/с;

В – расстояние между дренами, м;

Q_д – приток воды к дрене, л/с.

I_к = 80,7-78,3 / 700 = 0,003

=666

Таблица 5

Число трубок и протяженность участков коллектора, имеющих различные стандартные диаметры

Диаметр коллектора, см.	Пропускная способность л/с.	Длинна коллектора ,м			Число трубок.
		Общая	Принятого диаметра
10	3,08	666	666	2018
12,5	5,72	1237	571	1730
15,0	9,15	1978	741	2246
17,5	13,68	2958	980	2970
20,0	19,50	4216	1258	-

На следующем расчетном участке коллектора ( табл. 5)принимают больший диаметр – 12,5 см и повторяют расчет с целью определения длины коллектора выбранного диаметра. Длину этого участка определяют по зависимости:

L_kn= L_kn- L_k(n-1)

L_k12,5 = 1237-666=571

L_k15,0 = 1978-1237=741

L_k17,5= 2958-1978=980

L_k20,0= 4216-2298=1258

Число трубок рассчитывается как длина коллектора принятого диаметра на длину одной трубки по ГОСТУ =0,33

N_трубок = L_k / 0,33

N_{трубок10} = 666/ 0,33 = 2018

N_{трубок12,5} = 571/ 0,33 = 1730

N_{трубок 15,0} = 741 / 0,33 =2246

N_{трубок 17,5} = 980 / 0,33 = 2970

Глава 5 Глубина и вертикальное сопряжение элементов осушительной сети.

При вертикальном сопряжении каналов, коллекторов и дрен следует соблюдать условие бесподпорной работы каждого элемента осушительной сети в расчетные периоды.

При нанесении на продольный профиль элементов осушительной сети в первом приближении принимают минимально допустимые для них уклоны:

• для дрен – 0,002-0,003;

• для коллекторов – 0,003;

• магистральных каналов первого порядка – 0,0005;

• для проводящих нагорных и нагорных ловчих каналов – 0,0003.

Если уклоны местности вдоль трассы дрены, коллектора или канала больше, чем минимально допустимые для них, то уклон каждого элемента осушительной сети принимают равным поверхности земли.

Если при минимальных уклонах проводящей сети дно в устье магистрального канала первого порядка окажется ниже отметки уровня воды в водоприемнике, то в проекте предусматривают углубление и расширение реки с целью понижения уровня воды в ней до отметки дна в устье магистрального канала.

Уклон поверхности земли вдоль дрены ( i_min = 0,002), поэтому дно траншеи . в_{д min} = 0,94; в_{д max} = 1.2

в_min=1,16

в_ср=1,18

i в_max=1,2

Рис. 5 Схема для расчета глубины заложения дрены.

Уклон местности по трассе коллектора (i = 0,004) , больше минимально допустимого (i_min = 0,003), следовательно дно траншеи коллектора наносится параллельно поверхности почвы, т. е. b_{к min} = b_{k max}

Глубина коллектора в истоке равна 1,06 это меньше минимальной допустимой глубины коллектора в истоке равна 1,2 м. Поэтому для расчетов принимает глубина принимаем 1,2 м.

Глубину заложения коллектора в данном случае рассчитывают по выражению:

в_{k min} = в_{д max} + d_k + 2µ, где

в_k – внутренний диаметр коллектора, м;

µ - толщина стенки коллекторной трубы (µ=0,01 ), м;

в_{k min} – глубина заложения коллектора в истоке (b_{k min} > 1,2), м;

в_{д max} – глубина заложения дрены в устье, м.

в_{k min} = 1,06 + 0,1 + 2  0,01 = 1.16 м.

в_{д max}

в_{k min}

d_k ^

Рис. 6 Схема для расчета глубины заложения коллектора.

При сопряжении коллектора с магистральным каналом устье коллектора должно быть выше дна магистрального канала в его истоке на 0,5 м.

Глубину магистрального канала в истоке определяют по выражению:

в_{MK min} = b_{k max} + 0,5

в_{MK min} = 1.2+ 0,5 = 1.7 м.

Уклон магистрального канала (i = 0,002) больше минимально допустимого (i = 0,0005), поэтому его глубина в устье будет равна уровню водоприемника.

Таблица 6

Вертикальное сопряжение элементов осушительной сети.

	Наименование элемента сети
	Дрена		Коллектор		Магистральный канал
	в истоке	в устье	в истоке	в устье	в истоке	в устье
Отметка поверхности земли, м.	82,0	81,6	81,9	79,5	80,0	77,3
Отметка проектного дна, м.	81,1	80,7	80,7	78,3	78,3	75,6
Глубина элементов сети, м.	0,94	0,94	1.2	1.2	1.7	1.7
Уклон и длина элементов сети.	Уклон 0,02		0,003		0,001
	Длина 200		700		1660