4.3 Проектирование продольных профилей осушительных каналов

Наиболее общие требования к проектированию продольных профилей каналов осушительных систем можно сформулировать следующим образом:

• в отличие от профиля канала оросительного, профиль осушительного канала (дренажной линии) вычерчивается падением справа налево;

• каналы проводящей части осушительной системы, поперечные сечения которых определяются гидравлическим расчётом, сопрягаются между собой в вертикальной плоскости так, чтобы в один и тот же момент времени уровень воды (бытовой) в принимающем канале располагался бы на одной отметке с соответствующим уровнем канала впадающего (сопряжение “уровень в уровень”);

• при сопряжении между собой каналов, из которых один (старшего порядка) подвергался гидравлическому расчёту, а другой (младшего порядка) – не рассчитывался, дно младшего канала должно находиться на 10 см ниже уровня бытовых вод в старшем канале;

• если гидравлическому расчёту не подвергались ни старший, ни младший из каналов, то сопряжение осуществляется таким образом, чтобы дно канала принимающего было на одной отметке с дном канала впадающего;

• при сопряжении коллектора с открытым каналом необходимо иметь в виду, что нижняя шелыга трубы должна быть выше бытового уровня воды в канале на величину порядка 10 см (но до дна должно быть не менее 50 см);

• при впадении в канал отдельных дрен они должны быть выше дна канала не менее чем на 50 см (по “диктующей” дрене).

Построение продольных профилей каналов систем открытого типа

Регулирующий собиратель. Гидравлическому расчёту регулирующие собиратели не подвергаются, поперечное сечение их делается трапецеидальной формы с размерами, принимаемыми конструктивно. Продольные профили не строятся.

Транспортирующий собиратель. Порядок построения профиля:

• вычерчиваем линию поверхности земли по трассе канала;

• наносим на профиль места впадения регулирующих собирателей и отметки дна каждого из них, откладывая вниз от линии поверхности 0,7-0,8 м (глубину собирателей);

• ниже точек, соответствующих положению дна регулирующих собирателей, проводим вспомогательную прямую с уклоном, равным уклону дна транспортирующего собирателя, и перемещаем её параллельно самой себе до соприкосновения с одной из этих точек; отложив вверх 10 см, проводим линию бытового уровня воды в канале;

• отложив от него вниз значение минимальной (бытовой) глубины и проведя через полученную точку линию, параллельную линии бытового уровня, получаем положение линии дна канала;

• отложив от неё вверх значение максимальной глубины и проделав аналогичную операцию, получаем положение линии максимального уровня воды в канале.

Следует иметь в виду, что если транспортирующий собиратель имеет значительные переломы дна по трассе (переменный уклон), то сопряжение уровней (как и гидравлический расчёт) производится по участкам.

После увязки уровней и окончательного оформления профиля транспортирующего собирателя отметки уровней воды в голове его переносят на профиль магистрального канала (и так по каждому транспортирующему собирателю).

Магистральный канал. Проектирование продольного профиля магистрального канала производится обычно по участкам (на которые разбивалась трасса при гидравлическом расчёте) и ведётся от истока к устью. Порядок построения профиля:

• вычерчиваем линию поверхности земли по трассе канала;

• наносим точки впадения всех транспортирующих собирателей и отметки расчётных уровней воды в них (в местах впадения);

• ниже точек, соответствующих этим уровням, наносим вспомогательную линию с уклоном, равным уклону дна, и перемещаем её вверх параллельно самой себе до соприкосновения с одной из точек бытовых уровней воды во впадающих каналах (диктующая точка). Это положение вспомогательной линии будет соответствовать бытовому уровню воды на рассматриваемом участке магистрального канала;

• наносим линию дна канала, отложив от линии бытового уровня вниз минимальную (бытовую) глубину воды в нём;

• находим положение максимального уровня воды в канале, откладывая вверх от линии дна максимальную глубину его наполнения.

Следует иметь в виду, что на последнем расчётном участке канала (устьевая часть) в качестве ориентиров для определения положения уровней воды в нём должны служить, помимо уровней воды во впадающих каналах, ещё и уровни воды в водоприёмнике (не должно быть подпора со стороны последнего). Если подпор всё же будет иметь место, то окончательное решение о сопряжении устьевого участка магистрального канала с водоприёмником принимаются особо. В этом случае рассматриваются обычно следующие варианты:

• повышение отметок уровней воды во впадающих каналах путём уменьшения их расчётных уклонов (проектирование с минимально допустимым уклоном), что повлечёт за собой повышение отметок уровней и в магистральном канале;

• понижение уровней воды в самом водоприёмнике путём соответствующих работ по его регулированию (расчистка, углубление, спрямление русла и т.п.);

• проектирование механической перекачки воды из канала в водоприёмник.

В целях исключения отрицательного воздействия осушения на окружающую природу глубину магистральных каналов не следует принимать более 2,2 м.

Проектирование профилей дренажных линий

Общие принципы построения продольных профилей закрытой (дренажной) осушительной системы были изложены раньше. В данном разделе рассмотрим этот вопрос более подробно, с изложением порядка и техники проектирования профилей отдельных звеньев.

Регулирующая дрена. Продольные профили для регулирующих дрен обычно не строятся, а глубины заложения их устьевых участков, необходимые для построения продольного профиля коллектора, вычисляются следующим образом:

где - глубина заложения дрены в устье, м;

- глубина заложения дрены в истоке, м;

- длина дрены (на плане), м;

- расчётный уклон дрены, принимаемый не менее 0,003;

- уклон поверхности по трассе дрены.

В целях недопущения переосушения почв глубина дрен не должна превышать 1,5 м.

Дренажный коллектор. Проектирование продольного профиля коллектора производится следующим образом:

• по отметкам характерных точек трассы вычерчиваем линию поверхности земли и наносим места впадения (с отметками дна) каждой из впадающих регулирующих дрен;

• ниже точек, соответствующих отметкам устьевых участков дрен, проводим вспомогательную линию с уклоном, равным расчётному уклону коллектора, и перемещаем её параллельно самой себе вверх до соприкосновения с одной из точек (это положение прямой будет соответствовать положению верхней кромки трубы коллектора);

• проводим линию дна траншеи (нижней кромки трубы), сообразуясь с величиной внешнего диаметра коллектора.

В целях недопущения переосушения почв глубина коллектора не должна превышать 1,7 м.

Боковой канал. Это канал, в который впадают коллекторы, и который, в свою очередь, впадает в магистральный канал. Порядок построения продольного профиля этого канала:

• вычерчиваем линию поверхности земли по трассе канала (или его участка);

• наносим места впадения и отметки устьевой части (нижней кромки трубы) всех впадающих коллекторов;

• ниже точек, соответствующих этим отметкам, проводим вспомогательную линию с расчётным уклоном канала и перемещаем её параллельно самой себе вверх до соприкосновения с одной из этих точек (диктующая точка);

• отложив вниз 0,1 м, проводим (с расчетным уклоном) линию бытового уровня воды в канале;

• отложив от неё вниз величину бытовой глубины, проводим линию дна (если расстояние от нижней кромки трубы коллектора будет < 50 см, то принимаем его равным 50 см;

• отложив от линии дна вверх максимальную глубину, проводим линию максимального уровня воды в канале.

Если канал (или его участок) по какой-то причине не подвергался гидравлическому расчёту, то нижняя кромка трубы диктующего коллектора должна командовать над дном магистрального канала не менее, чем на 0,5 м.

Увязка устьевой части магистрального канала дренажной системы производится так же, как и магистрального канала системы открытого типа (регулирующей поверхностный сток).

Магистральный канал. Порядок построения продольного профиля – как и для магистрального канала систем открытого типа.

Приведенный выше материал лекции по рассмотренной теме является основным. Более полные сведения рекомендуется почерпнуть в учебнике «Мелиорация земель» и в пособии по разработке курсового проекта.