Гидротехнические мероприятия по регулированию поверхностного стока

 

Лесные полосы, усиленные  простейшими сооружениями, могут быть водозадерживающими или водонаправляющими. В первом случае лесная полоса располагается по горизонтали (по контуру) и вода скапливается перед валом, затопляя вышележащую площадь насаждения; во втором случае трасса лесной полосы сечет горизонтали и задержанная перед валом вода образует поток под лесным пологом.

В обоих случаях ширина лесной полосы должна быть ограничена шириной (не превышать ее) прудка (потока) воды, подпертого земляным валом, т.е.

                                                     (7.2)

где   В - ширина стокорегулирующей  лесной полосы, м;

 h_p - рабочая высота земляного вала, расположенного по нижней опушке лесной полосы, м;

 i - уклон, tg крутизны склона.

 

На практике для определения  ширины стокорегулирующих лесных полос используют данные табл. 7.1.

Общая ширина лесной полосы и земляного сооружения (вал или вал-канава) не должна превышать 9... 15 м с учетом верхней закрайки, равной половине междурядья, и нижней - ширине земляного сооружения.

Подвиды стокорегулирующих  лесных полос представлены на рис. 7.6

.

Таблица 7.1 - Ширина стокорегулирующих  лесных полос водозадерживающего или водонаправляющего вида

 

Склон		Рабочая высота земляного вала по нижней опушке лесной полосы (hp, м)	Ширина лесной полосы, м		Ширина междурядий	Количество рядов
Крутизна, градус	Уклон (i)		расчетная b=hр/i	проектируемая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояния между стокорегулирующими лесными полосами (от водораздела вниз по склону) назначают в зависимости от свойств почв, определяющих неразмывающую (не эродирующую) скорость стекания вод местного стока, крутизны и формы продольного профиля склона, интенсивности ливневых осадков (снеготаяния), коэффициентов стока и мелиоративного влияния лесной полосы, шероховатости поверхности межполосного поля и наличия ложбин.

Эти расстояния (рис. 7.7) определяют по формуле А.Н. Костякова - В.М. Ивонина:

                                             (7.3)

где    L_лп - расстояние между стокорегулирующими лесными полосами, м;

  V_н - неразмывающая скорость течения воды для почв (зяблевая вспашка), м/с;

К_лп - коэффициент мелиоративного влияния лесных полос на склонах, определяемый экспериментально (в среднем К_лп =1,07);

m - коэффициент ложбинности склона (если нет ложбин, m = 1, несколько ложбин - m = 2);

- коэффициент, зависящий от крутизны и шероховатости поверхности склона;

К_фпс - коэффициент формы профиля склона (прямой склон К_фпс =1; вогнутый - 0,75... 1,00; выпуклый склон - 1... 1,25);

X - интенсивность осадков, м/с;

s - коэффициент стока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а - транзитная; б - стокозадерживающая; в - стоконаправляющая; г - комбинированная

Рисунок 7.6 - Стокорегулирующая  лесная полоса (по В.М. Ивонину)

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.2 - Расчет расстояний между стокорегупирующими лесными  полосами на склоне

 

№ склона	V, м/с	Клп	m	i	С	s	Интенсивность осадков(X)		Кфпс	Lлп,м
							мм/мин	м/с
1	0,16	1,07	2,0	0,0147	3,64	0,5	1,0	0,000017	1,0	208,18
2	0,16	1,07	2,0	0,017	3,87	0,5	1,0	0,000017	0,8	260,22
3	0,16	1,07	2,0	0,031	5,3	0,5	1,0	0,000017	1,0	152,01
4	0,16	1,07	2,0	0,0125	3,35	0,5	1,0	0,000017	0,9	267,21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.1. Нагорные каналы

 

Нагорные каналы выполняют трапециидального профиля с несимметричным сечением (рисунок 8.9), верховой откос пологий - 1:5 и 1:10, засевают травами. Заложение низового откоса принимают в зависимости от характера грунта. Кавальеры нагорных каналов устраивают только по низовой стороне.

При водосборной площади  меньше 300 га канал не расчитывают, размеры его принимают конструктивно - ширина по дну 0,6 м, глубина не более 1 - 1,2 м, длина 200 - 500 м (может доходить до 5 - 10 км), уклон не менее 0,0005, одинаковый по всей длине, не допускающий отложение наносов.

 

 

 

 

 

1 - сечение канала; 2 - кавальер 

Рисунок 8.9 - Конструктивная схема поперечного сечения нагорного канала

На узких и вытянутых  в плане объектах вместо каналов  можно применять ложбины и закрытые собиратели. При малых размерах водосборов поверхностный сток перехватывают при помощи сгущенных дрен; в верхней части коллекторов две-три дрены проводят на расстоянии 1/2 - 1/3 В (расчетное расстояние между дренами) друг от друга.

Максимальный расход нагорных каналов определяют по формуле:

 

 м³/с                                (8.12)

 

где:  К₀ - коэффициент дружности половодья, К₀ =0,006 - 0,008, для равнинных бассейнов К₀ =0,006;

 h_p- расчетный слой суммарного стока половодья заданной обеспеченности, мм;

F - площадь водосбора, км²;

δ - коэффициент озерности, при площади озер ( F_оз) на водосборе менее 2%  δ=1, при F_оз > 2% δ=0,8;

 δ₁ - коэффициент, учитывающий регулирующее влияние водохранилищ и прудов, δ₁ =0,9; при их отсутствии δ₁=1;

δ₂ - коэффициент, учитывающий залесенность и заболоченность

 

 

 

8.2.Ловчие каналы

 

Ловчие каналы устраивают для перехвата поступающей на осушаемую территорию грунтовой воды в зоне наиболее высокого ее стояния При заболачивании напорными водами каналы должны проходить вдоль линии наивысших пьезометрических напоров, на болотах - по воронкам минерального дна.

Для перехвата грунтового потока открытые ловчие каналы можно заменять ловчими дренами из труб диаметром не менее 75-100 мм с обсыпкой их фильтрующим материалом.

Глубину ловчих каналов  на мелких торфяниках, подстилаемых песками или другими хорошо водопроницаемыми грунтами, устанавливают в пределах от 1,5 до 3 м.

При наличии подстилающего  водоупорного слоя дно ловчих каналов  врезают в него на 0,2 - 0,3 м; на минеральных землях, если этот слой залегает на глубине до 2 м, на торфяниках - до 3 м. Поперечные сечения нагорных и ловчих каналов глубиной более 2 - 2,5 м, проходящих в торфяниках (со степенью разложения более 50%), смешанных, легких, иловатых и разжиженных грунтах, должны иметь параболическую форму; в торфяниках со степенью разложения до 50%, в суглинках и глинистых грунтах - трапециидальную.

Расход ловчего канала определяется по следующему выражению:

 

                                                   (8.15)

 

где     L - длина ловчего канала или его участка, м;

q₀ - приточность грунтовых вод к ловчему каналу, м³/сут/пог м.

Для ловчих каналов с  дном, запускаемым в водоупор при  однородном водоносном грунте, приточность (q₀) определяется по выражению:

 

м³/сут/пог м                                               (8.16)

 

где    k - коэффициент фильтрации, м/сут;

h - мощность водоносного дренируемого пласта, м;

i - средний уклон депрессионной кривой грунтовых вод.