Проектирование осушительно-оросительной системы

2,5

50

Полный

V_полн=V_НПУ

19

25,1

1159

Потери

V_потерь

-

-

149

Полезный

V_плз

-

-

960

Водосборная площадь - это площади, поверхностный сток с которой поступает в проектируемый водоем выше створа плотины. Она ограничивается водораздельной линией. Площадь водосбора проектируемого водоема определяют геометрическим методом. Для этого всю площадь водосбора разбивают на трапеции с высотой 2 см. Подсчитывают площади отдельных трапеций и суммировав их, получают площадь всей фигуры.

Площадь водосбора выражают в гектарах с учетом масштаба плана.

w = 2132,5 га

Годовой объем стока поверхностных вод (V_раб, м³) с водосборной площади, равный рабочему объему пруда, рассчитывают по формуле:

, где

h_ст - слой стока года 80% обеспеченности, мм;

w - площадь водосбора, га.

V_раб = 10 · 52 · 2132,5= 1019 м³

По данным изысканий строят кривые связи между отметками поверхности воды, площадью затопления и объемом воды в пруду.

Мертвый объем (V_МО, м³) - это придонная часть объема воды в водоеме, которая не расходуется на орошение. По санитарным требованиям глубина мертвого объема принимается не менее 3 м.

Н_м.о. = Н_{дна водоёма} + 3 м

Н_м.о. = 8 + 3 = 11 м

Зная мертвый объем воды, по графику определяют отметку воды в водоеме и площадь затопления.

Полный объем воды (V_полн, м³) находят по зависимости:

V_полн = 50 + 1059 = 1159 тыс. м³

Зная полный объем, по графику находят отметку уровня воды в водоеме, которая соответствует нормальному подпорному уровню (НПУ) и площади зеркала воды.

Полезный объем воды (V_плз, м³) или объем, используемый на орошение, рассчитывают по зависимости:

V_плз = V_раб - (V_l + V_ф), где

V_l - испарение с поверхности водоема, м³;

V_ф - потери на фильтрацию воды через берега и дно водоема, м³.

V_плз = 1109,0- (80,0 + 69,0) = 960 тыс. м³

Коэффициент полезного действия водоема з определяют по зависимости:

, где з = 0,7 - 0,9

з = 960 / 1109 = 0,86

При расчетах принимают, что h_ст = 52 мм, l_80% = 580 мм.

10.2 Конструкция и параметры земляной плотины

Для прудов проектируют земляные плотины. В проекте рассчитывают высоту плотины, подбирают коэффициенты заложения откосов и ширину плотины по верху.

Конструкцию и параметры плотины принимают из условий минимальной фильтрации воды через ее тело, откосы - из условий их устойчивости. Этим требованиям отвечает форма поперечного сечения в виде трапеции. Мокрый откос ее принимают более пологим, чем сухой (рис. 9).

У плотины, построенной из среднего суглинка высотой до 10 м принимают коэффициенты заложения откосов сухого 2 и мокрого 3, а ширину по верху - 3-4 м. если по гребню плотины проектируют дорогу, то ширину по верху увеличивают до 6 - 8 м.(рис.8)

Запас высоты (h_зап) плотины над нормальным подпорным уровнем (V_НПУ=V_полн) рассчитывают по зависимости:

h_зап=h₁+h₂+h₃, где

h₁ - кратковременное переполнение водоема во время весеннего половодья, h₁= 0,4-1,0 м;

h₂ - капиллярное непромачивание гребня плотины, для среднего суглинка h₂= 1,0-1,5 м;

h₃ - величина, учитывающая накат и нагон волны ветром, h₃=0,5-1,0 м.

Обычно величину запаса рассчитывают для самого неблагоприятного сочетания указанных 3 факторов.

h_зап= 1,0+1,5+1,0 = 3,5 м.

Отметка гребня плотины:

Н_гр = НПУ+ h_зап

Н_гр = 19 + 3,5 = 22,5 м

Высота плотины:

h = Н_гр-Н_Д ,где

Н_Д - отметка подошвы плотины.

h = 22,5 - 8 = 14,5 м

Ширина плотины по подошве (в) в поперечном сечении:

в = _м · h + _c · h + a, где

_м, _с - коэффициенты заложения мокрого и сухого откосов; h - высота плотины, м; а - ширина гребня плотины, м.

в = 3 · 14,5 + 2 · 14,5 + 6 = 78,5 м

Мокрый откос крепят бетонными плитами или камнем, сухой - покрывают дерном или засевают травой.

Таблица 15. Характеристика водоема на балке “Глубокая”

Отметка горизонта воды Н, м	Площадь водного зеркала У, га	Средняя площадь водосборного зеркала f ср, га	Высота слоя воды h, м	Объем воды V=H10fСР, тыс. м3	Суммарный объем воды, тыс. м3
8	0				0
9		0,6	2	12
10	1,2				12
11		2,5	2	50
12	3,8				62
13		5,8	2	116
14	7,8				178
15		10,3	2	206
16	12,8				384
17		16,5	2	330
18	20,2				714
19		25,1	2	502
20	30,0				1216

Глава 11. Расчет режима орошения сельскохозяйственных культур

11.1 Определение сроков и норм полива графоаналитическим методом

В понятие режима орошения входят: определение для данной культуры оросительных и поливных норм, назначение сроков поливов, составление графика поливов и его укомплектование.

Определение сроков и норм поливов проводят графоаналитическим методом, предложенным А.Н. Костяковым.

Изменение запасов воды (м3/га) в активном слое почвы за декаду рассчитывают по уравнению водного баланса:

W= П - Р = (О + W + W_кон) - ( Е + Ф + С), где

W - изменение запаса воды за расчетный период, м³/га;

П - приход воды, м³/га;

Р - расход воды, м³/га;

О - осадки, м³/га;

W - доступный запас воды в слое прироста корневой системы растений, м³/га;

W_кон - конденсация водяных паров, м³/га;

Е - суммарное водопотребление, м³/га;

Ф - вертикальная фильтрация, м³/га;

С - поверхностный сток, м³/га.

Однако, принимая, что конденсация водяных паров в почве, величины стока и фильтрации незначительны, уравнение водного баланса упрощается и принимает вид:

W= О + W - Е

Расчет приходных частей уравнения водного баланса.

О = А · 10, где

А - количество осадков, мм; 10 - коэффициент перевода мм в м³.

W = 100 · h · d_v· НВ

h - прирост корневой системы за декаду, м; d_v - объемный вес почвы, г/см³; НВ - наименьшая влагоемкость.

Расчет расходных частей уравнения водного баланса.

Величину суммарного водопотребления (Е, м³/га) вычисляют по формуле А.Н. Костякова:

Е = К · У · , где

К - коэффициент суммарного водопотребления, м³/ц; У - плановый урожай, ц/га; Р - распределение суммарного расхода воды по декадам.

Зная приход и расход воды в активном слое почвы, находят её избыток или недостаток по каждой декаде.

Для последующего графоаналитического расчета по определению оросительной нормы необходимо знать допустимые предельные запасы воды в активном слое почвы за вегетационный период. Верхний оптимальный предел (ВОП) характеризует потенциальную водоудерживающую способность активного слоя почвы и близок к наименьшей влагоёмкости (НВ).

ВОП=100·Н · d_v ·НВ

ВОП - верхний оптимальный предел запаса воды в активном слое почвы, м³/га;

Н - активный слой почвы, м;

d_v - объемный вес почвы, г/см³;

НВ - наименьшая влагоёмкость.

Нижний оптимальный предел (НОП) соответствует объему воды в активном слое, ниже которого влажность не должна опускаться. Его определяют по формуле:

НОП=0,75 · ВОП

Значения НОП и ВОП записывают в таблицу 17. По данным этой таблицы строят график предельных запасов в активном слое почвы. На графике получают две кривые W_НОП и W_ВОП. Кривая W_НОП будет сигнализировать о необходимости проведения полива, как только кривая фактического запаса воды в активном слое будет приближаться к ней. Кривая W_ВОП будет служить «потолком» при назначении поливных норм, которые должны быть такими, чтобы после полива (в тот же день) запас воды в активном слое не превышал ВОП.

Размещено на Allbest.ru