- •Мелиорация земель
- •Предисловие
- •Лекция 1
- •1 Мелиорации земель, определения, классификация,
- •Мелиорации земель, их определения
- •1.2 Необходимость и задачи мелиорации земель
- •2 Общие сведения о ВодныХ мелиорациЯх земель
- •2.1 Определение и классификация водных мелиораций
- •2.2 Потребность в водных мелиорациях
- •2.3 Мелиоративная система
- •3 ОроСительная система
- •3.1 Оросительные системы и их основные элементы
- •3.2 Технические схемы орошения
- •4 Режимы орошения сельскохозяйственных культур
- •4.1 Поливной режим сельскохозяйственных культур
- •4.2 Оросительные нормы
- •4.3 Поливные нормы, число и сроки поливов
- •5 Водопотребление оросительной системы
- •5.1 График водоподачи на севооборот
- •5.2 График гидромодуля системы и гидромодульное районирование территории
- •6 Особенности ВодопотреблениЯ рисовых оросительных систем
- •6.1 Водный режим риса
- •6.2 Оросительная норма и гидромодуль риса
- •6.3 Режим орошения сопутствующих культур
- •7 Способы и техника орошения сельскохозяйственных культур
- •7.1 Характеристика способов орошения
- •7.2 Динамика поглощения воды почвой
- •Расчет элементов техники полива по проточным бороздам и полосам
- •7.4 Полив затоплением
- •Для влагозарядковых поливов. Лекция 8
- •8 Орошение дождеванием
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Элементы техники полива дождеванием
- •8.3 Дождевальные насадки и аппараты
- •8.4 Классификация дождевальных устройств
- •9 Орошение короткоструйными дождевальными устройствами
- •Техническая характеристика дождевальных машин “Кубань”
- •Техническая характеристика мдэ «Кубань-лк-1»
- •10 Орошение среднеструйныМи дождевальнЫми устройствАми
- •10.1 Дождевальные машины с перемещением по кругу
- •10.2 Дождевальные машины позиционного действия с фронтальным перемещением
- •10.3 Комплекты передвижного дождевального оборудования
- •11 Орошение дальнеструйныМи дождевальныМи устройствАми
- •11.1 Дождевальные машины, шлейфы
- •11.2 Определение производительности дождевальной техники
- •11.3 Стационарные и сезонно-стационарные дождевальные системы
- •11.4 Оценка и пути совершенствования дождевальной техники
- •12 Проектирование оросительной сети при поливе по
- •12.1 Полив по длинным бороздам и полосам с использованием шлангов
- •12.2 Полив из временной оросительной сети в земляном русле
- •13 Механизация поверхностного полива
- •13.1 Орошение с применением поливных машин и специального оборудования
- •13.2 Стационарные системы для полива по бороздам
- •14 Рисовые оросительные системы
- •14.1 Конструкции рисовых оросительных систем
- •14.2 Направления совершенствования и новые конструкции рисовых систем
- •15 Проектирование магистрального и межхозяйственных каналов
- •15.1 Состав и назначение проводящей сети
- •15.2 Магистральный канал
- •15.3 Рабочая часть магистрального канала
- •16 Расчетные расходы оросительных и
- •16.1 Определение расходов для постоянной и периодически действующей оросительной сети в увязке со способами и техникой полива
- •16.2 Водосборно-сбросная сеть
- •17 Проектирование противофильтрационных
- •17.1 Основные виды потерь воды в каналах и их
- •17.2 Коэффициенты полезного действия
- •17.3 Проектирование противофильтрационных экранов и одежд на каналах
- •18 Конструкции оросительных каналов
- •18.1 Основные требования, предъявляемые к поперечному сечению оросительных каналов
- •18.2 Определение параметров поперечного сечения каналов
- •19 Вертикальное сопряжение оросительных каналов
- •19.1 Увязка уровней воды в каналах
- •19.2 Продольные профили
- •19.3 Особенности проектирования оросительной сети на просадочных землях
- •19.4 Сооружения на открытой оросительной сети и лотковых каналах
- •20 Закрытая и комбинированная оросительная сеть
- •20.1 Трубчатая оросительная сеть
- •20.2 Типы трубчатых оросительных систем
- •20. 3 Комбинированная оросительная сеть
- •20.4 Расчетные расходы трубопроводов и параметры сети
- •20.5 Продольные профили по трассе трубопроводов
- •20.6 Гидротехнические сооружения на трубчатой сети
- •21 Нетрадиционные способы орошения
- •21.1 Внутрипочвенное орошение (впо)
- •21.1.1 Общая характеристика систем впо
- •21.1.2 Режим орошения сельскохозяйственных культур при впо.
- •21.1.3 Состав системы впо
- •21.1.4 Расчет увлажнителей
- •21.2 Капельное орошение
- •21.2.1 Общая характеристика систем капельного орошения
- •21.2.2 Режим орошения сельскохозяйственных культур при капельном орошении
- •21.2.3 Состав системы и технология капельного орошения
- •22 Синхронное импульсное дождевание.
- •22.1 Синхронное импульсное дождевание
- •22.2 Аэрозольное орошение
- •Учебно-методическое издание
- •Мелиорация земель
18.2 Определение параметров поперечного сечения каналов
Самотечные каналы рассчитываются по формулам равномерного движения воды в открытом русле. Основное уравнение - уравнение неразрывности струи: . Существует несколько вариантов определения параметров каналов, но чаще применяются следующие 2.
Первый вариант применяется в том случае, когда канал проектируется и рассчитывается с уклоном местности. Это самый выгодный вариант, при котором получается минимальный объем работ.
Поперечное сечение канала принимается трапецеидальным. Для расчета необходимо знать:
- максимальный стандартный расход, м3/с;
- минимальный расход, м3/с;
- форсированный расход, м3/с;
- коэффициент шероховатости, принимается по СНиП в зависимости от грунта и расхода. При < 1 м3/с для каналов непрерывного действия в земляном русле в связных и песчаных грунтах =0,025; для каналов периодического действия =0,0275; для временных оросителей - 0,030, для каналов с бетонной облицовкой = 0,012-0,014;
- коэффициент заложения откосов, принимается 1,0-1,5 по СНиП;
- расчетный уклон дна канала.
В результате расчета определяем:
- ширину канала понизу, м;
- глубину наполнения канала, м;
- фактическую скорость движения воды, которую необходимо сравнивать с критической в отношении заиления и размыва:
Канал на всем протяжении должен быть устойчив в отношении размыва и заиления. В соответствии со СНиП 2.06.03-85 допускается определять незаиляющую скорость , м/с, по формуле:
(11)
где - эмпирический коэффициент, =0,33 для <1,5 мм/с;
- средневзвешенная гидравлическая крупность наносов, мм/с;
- максимальный расход канала,м3/с.
Величину допустимой неразмывающей скорости , м/с, определяем по формуле:
(12)
где - коэффициент, зависящий от рода грунтов, равный для легких суглинков 0,58, средних - 0,62, тяжелых - 0,68.
Расчетная скорость в канале , м/с, принимается равной:
Определяем:
- площадь живого сечения , м2:
(13)
- смоченный периметр , м:
, (14)
- гидравлический радиус , м:
, (15)
- коэффициент Шези , м0,5/с:
. (16)
Для практических расчетов значение коэффициента Шези допускается принимать по гидравлическим справочникам. Для приближенных расчетов допускается значение у=1/6 или
при и при
Задача решается подбором. Задаемся стандартной шириной и для различных глубин определяем последовательно и расходную характеристику (модуль расхода) , м3/с:
(17)
Расчеты сводим в таблицу.
Таблица 1 - Гидравлические элементы канала
м |
, м |
, м2 |
, м |
, м |
|
|
, м3/с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
На основании таблицы строим график зависимости , а затем находим значения расходных характеристик (модулей расхода) , , , м3/с, по формуле:
(17 а)
где - расчетный расход, м3/с, подставляем, соответственно, , , .
По графику находим соответствующие значения глубин, при которых обеспечивается пропуск максимального, минимального и форсированного расходов. Затем определяем скорость воды в канале при пропуске форсированного или максимального (если канал не форсируется) расхода воды и сравниваем ее с критической скоростью в отношении размыва, а если же условие не выполняется, т.е. в канале идет размыв или заиление, следует рассчитывать канал по второму варианту.
Второй вариант Известны следующие величины: , а в результате расчета определяем
Если в канале происходил размыв, то , а если заиление, то м/с.
Расчет ведется в следующей последовательности. Определяем значение площади живого сечения , м2, при :
(18)
и глубину , м:
. (19)
Затем находим по формулам (14,15,16) и определяем расчетное значение уклона:
. (20)
Если канал форсируется, то определяем , а затем и по графику и .
При известных величинах и , расчёт , и ведется в следующей последовательности.
Определяется (21)
(22)
Все величины известны, тогда:
. (23)
Округляем ширину по дну до стандартного значения , и определяем и .
Если канал сложного, полигонального сечения (рисунок 1), то определяется ширина канала по верху.
(24)
Площадь живого сечения , м2 , складывается из 2 величин:
(25)
(26)
Определяется смоченный периметр:
(27)
Дальнейший расчет производится так же, как для каналов трапецеидального сечения.
В сложных топографических и геологических условиях, на участках, где каналы проходят в насыпи, следует проектировать лотковую оросительную сеть.
Гидравлический расчет лотков параболического сечения выполняем по формулам равномерного движения. При бурном режиме потоков затрудняется распределение воды, поэтому лотки параболического сечения не следует проектировать с уклоном больше критического =0,0035 (при =0,012).
Площадь живого сечения , м2, для параболического сечения определяется по формуле:
(28)
где - ширина лотка по верху, м;
- глубина воды в лотке, м.
Ш ирину B можно определить из уравнения параболы, проходящей через начало координат:
(29)
где - параметр параболы. Для лотков с глубиной <1 м, =0,2; при >1 м, =0,35.
Определяем смоченный периметр , м
(30)
где - коэффициент:
(31)
где
Все расчеты сводим в таблицу 2.
Таблица 2 - Гидравлические элементы лоткового канала
м |
, м |
, м2 |
м |
, м |
|
,м3/с |
, м/с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
По данным граф 1, 7 и 8 строим графики зависимости и и определяем глубину наполнения лотка и .
Полная высота лотка , м, равна:
(32)
где - превышение верха лотка над уровнем воды, принимается в зависимости от скорости и глубины воды в лотке.
Если <1 м/с и <1,0 м, то =10 см,
если >1 м/с и >1,0 м, то =10 - 20 см.
Полученная высота округляется до стандартной - 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90; 100 и 120.
Лотковая сеть проектируется на внутрихозяйственных каналах, работающих периодически, поэтому они не форсируются.
Гидравлический расчет можно выполнить с использованием ЭВМ и микрокалькуляторов. Программа этих расчетов изложена в методических указаниях. Имеется также номограмма для гидравлического расчета лотков параболического профиля.
Лекция 19