Проектирование внутрихозяйственной коллекторно – дренажной сети крестьянского хозяйство “Солнышко”

По  формуле 2.27 и 2.28 найдем, что:

 

Тогда по формуле 2.25 найдем, что:

Подставляя, полученные значения в  формулу 2.22 найдем, что расстояние между  дренами при m=0,5H равно:

По  формуле 2.29 и 2.30 найдем, что:

; .

Тогда по формуле 4.6 найдем, что:

Подставляя, полученные значения в  формулу 2.22 найдем, что расстояние между  дренами при m=0 равно:

 

2.5 Обоснование необходимости и  расчет временного дренажа

 

Временный дренаж устраивается на период промывок засоленных земель и предназначен для ускорения процессов рассоления и отвода промывных вод с орошаемой территории в период освоения. При наличии временного дренажа промывка верхнего слоя почвы идет интенсивнее, величина промывных норм уменьшается, вымыв вредных солей происходит более равномерно, чем при промывке без временного дренажа. /2/

Параметры временного дренажа устанавливаются  исходы из средней вегетационной  нагрузки при орошении. В период промывок нагрузка на постоянный дренаж превышает средневегетационную, поэтому на период промывок дополнительно к постоянному дренажу устраивается временный.

Временный дренаж представляет собой  сеть открытых каналов глубиной 0,8 - 1 м. Активность его зоны составляет 2 – 3 м, а удаление солей происходит только из расчетного слоя почвогрунта. 

Нагрузка на временный дренаж определяется как разность интенсивности инфильтрации в период промывок q_n и скорости отвода постоянным дренажом q_d. Расчет временного дренажа основан на обеспечении заданной скорости отвода промывных вод. Расстояние между временными дренами рассчитывается по формуле А.Н. Костякова:

,                                                                                     (2.31)

где К₁ – коэффициент фильтрации почвогрунта, в котором устроены временные дрены, м/сут;

H – напор вод, фильтрующийся в дрену, принимается равным глубине временного дренажа, H=0,6 м;

 q_n – интенсивность инфильтрационного питания в период промывок, м/сут. Определяется по формуле:

,                                                                                                                (2.32)

где I_n – промывная норма, м³/га, равная 8800 м³/га;

T_w - продолжительность промывного периода, равная 183 суток;

q_d – интенсивность инфильтрационного питания постоянного дренажа, м/сут.;

D – диаметр дрены, м.

 Определяется по формуле:

                                   D=(0,5b+d_c),                                                                             (2.33)

где b – ширина временных дрен по дну. Принимается равным b=0,3.;

d_c – глубина воды во временной дрене, м. принимаем равной 0,1 м.

Так как H=0,6 м, то временный дренаж устраивается в верхнем слое представленный супесями, с коэффициентом фильтрации 0,4 м/сут. Интенсивность инфильтрационного питания в период промывок  по формуле 2.32 равна:

Интенсивность инфильтрационного  питания постоянного дренажа  принимаем равным 0,00055 м/сут. из предыдущего пункта.  Диаметр дрены по формуле 2.33 равен:

D=(0,5b+d_c) = (0,5×0,3+0,1)=0,25(м).

Использую полученные данные, рассчитываем расстояние между временными дренами  по формуле А.Н. Костякова (2.31), метода подбора, так как данное выражение не имеет прямого решения.

 

Расстояние между временными дренами  равно 130 метров.

 

 

 

2.6 Расчет проектного режима  грунтовых вод в условиях действующего  дренажа 

 

Расстояние между дренами определяется при средней нагрузке, которая  изменяется в течение года согласно графику водоподачи и климатическим условиям, определяющим испарение, что приводит к колебаниям грунтовых вод и расходов дрен.

Для расчета колебаний уровней  грунтовых вод используется решение  уравнения баланса грунтовых  вод . Для каждого интервала времени используется равенство:

,                                                                                              (2.34)

где m - коэффициент водоотдачи грунтов, определяется как:

,                                                                                                 (2.35)

где m₁ – коэффициент водоотдачи супеси

m₂ - коэффициент водоотдачи легких суглинок

h₁и h₂ - высота соответственно первого и второго слоя грунта;

q_m – среднее за расчетный период инфильтрационное питание, м/сут;

q_n – среднее за расчетный период напорное питание, м/сут;

q – скорость отвода воды дренажом, м/сут.

 

Скорость отвода дренажных вод  определяется по формуле:

                                                                                                         (2.36)

При H=0,6 (d_d-h_m) величина q будет равна:

                                                                                                     (2.37)

 

Для расчета внутригодового колебания  уровня грунтовых вод предварительно вычислим значения L, S для каждого месяца.

,                                                                                         (2.38)

 

                                                                                                   _(2.39)

 

_{Подставляя, полученные значения из формул 2.38 и 2.39 получим:}

                                                                                                

                                                                                           (2.40)

 

При известной глубине грунтовых  вод в начале месяца h₁ можно определить глубину грунтовых вод в конце месяца h₂. Глубину грунтовых вод на конец месяца следующего месяца определяют по формуле (2.41), принимая в ней за начальную глубину, глубину грунтовых вод в конце предыдущего месяца.

 

                                                                                                    (2.41)

 

Значение q_m (м/сут) определяется по формуле:

 

,                                                                                                                  (2.42)

 

где t – количество суток в месяце, принимаем 30 суток;

 W_i – результирующая водного баланса за каждый месяц, определяющаяся по формуле:

 

                                                                  (2.43)

 

Расчет внутригодового колебания  глубин грунтовых вод и элементов  водного баланса удобно производит в таблице. Поэтому весь расчет сводим в таблицу 2.2

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2 - Расчет внутригодового колебания  грунтовых вод и элементов  водного баланса

 

Месяцы	10×a×P	Im	Vm	ETerop	Wi	qim	L	S	(1-S)/(1+S)	L/(1+S)	h1	h2
1	189		0	440	-251	-0,0008	0,093	0,1	0,818	0,04279	1,4	1,18
2	261		0	490	261	0,00087	0,014	0,1	0,818	0,04758	1,18	1,01282
3	279	518,4	51,2703	520	328,67	0,0011	0,004	0,1	0,818	0,02311	1,01	0,84929
4	630	1477,44	146,12	770	1483,56	0,00495	-0,174	0,1	0,818	-0,06264	0,85	0,63266
5	720	570,24	56,3974	1060	286,637	0,00096	0,01	0,1	0,818	0,42275	0,63	0,93
6	522	777,6	76,9055	1320	56,5055	0,00019	0,045	0,1	0,818	0,24783	0,93	1,00857
7	405	881,28	87,1596	1860	-486,56	-0,0016	0,129	0,1	0,818	0,35539	1,01	1,17
8	189	1321,92	130,739	1770	-128,34	-0,0004	0,074	0,1	0,818	0,61007	1,17	1,56713
9	252	1581,12	156,375	1490	499,495	0,00166	-0,02	0,1	0,818	-0,47192	1,57	0,82
10	342	233,28	23,0716	1080	-481,65	-0,0016	0,128	0,1	0,818	0,72465	0,82	1,39
11	369		0	690	-321	-0,0011	0,104	0,1	0,818	0,21965	1,39	1,35667
12	279		0	560	279	0,00093	0,011	0,1	0,818	0,33004	1,35	1,4
S	4437	7361,28	728,039	12050	1526,32

 

 

 

 

 

 

 

 

По данным таблице 2.2 строим график колебаний глубин грунтовых вод (рис2.1.), откладывая глубины h₁ и h₂ от поверхности земли вниз.

 

           Рисунок  2.1  - График колебаний глубин  грунтовых вод

 

Как видно из данного графика  наибольшие поднятия уровней грунтовых  вод наблюдаются в весенние и  позднеосенние периоды. Это объясняется тем, что в эти периоды осуществляется промывка  почв от засоления. В вегетационный период, запроектированный дренаж хорошо понижает уровень грунтовых вод. 

  

 

2.7 Проектирование коллекторно-дренажной  сети на плане

 

Горизонтальный дренаж состоит  из дрен, коллектора и сооружений предусмотренных  на дренажно-коллекторной сети. Коллекторно-дренажную  сеть в плане располагают с  учетом рельефа и почвенно-мелиоративных  условий территории /2/.

Постоянный горизонтальный дренаж необходимо проектировать закрытым из труб с водоприемными отверстиями  и защитным фильтром. Для закрытого  горизонтального дренажа применяются  безнапорные трубы, которые должны выдерживать давление грунта, временную  нагрузку от сельскохозяйственных машин  и быть стойкими к воздействию  агрессивной среды и принимаются  на основании гидравлического расчета.

 

 

2.7.1 Проектирование регулирующей  коллекторно-дренажной сети 

 

Дрены являются регулирующей частью коллекторно-дренажной сети,  принимают  и отводят воду во внутрихозяйственные  коллекторы.

Дрены располагаются на поле севооборотного участка с учетом рельефа местности, гидрогеологических условий, направление  потока грунтовых вод.

Наилучшее расположение дрен – перпендикулярно  направлению потоков грунтовых  вод. Дрены на участке располагаются по продольной и поперечной схемам.

В курсовом проекте принимаем продольную схему коллекторно-дренажной сети на типовом участке. Так как расположения дрен в направлении по наибольшему уклону местности является эффективным.

При малых уклонах местности (менее 0,001-0,0005) используют продольную схему. Так как уклон на полях данного  севооборотного массива равен 0,001, то принимаем продольную схему коллекторно-дренажной  сети.

Дрены не следует располагать под  оросительными каналами. Минимальное  расстояние между оросительным каналом  и дреной  составляет 20–30м. При  не соблюдении этих условий фильтрационные воды вмывают  мелкозем в дрены, заиляют и засоряют их. Дрены следует стремиться размещать в центре между оросительными каналами /2/.