Гидротехнические мелиорации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

Гидротехнические мелиорации

Н.В. Митин

Гомель 2009

УДК 630*001.2

Рецензенты

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины

Рекомендовано к изданию научно-методическим советом учреждения образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

Митин,Н.В.

Л 171 Гидротехнические мелиорации [текст]: Практическое руководство по выполнению курсового проекта по курсу «Гидротехнические мелиорации» для студентов специальности 1-75 01 01 «Лесное хозяйство» / Н. В. Митин; М-во образ. РБ, Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины. -Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2009.- 107 с.

ISBN

В практическом руководстве рассмотрены основные положения по подбору, обоснованию, технической регламентации проектирования осушительной сети на заболоченных территориях, а также расчет экономической эффективности проектируемых мероприятий

пособие адресовано студентам специальности 1-75 01 01 «Лесное хозяйство».

УДК 336. 71 (075.8)

ББК 65.262. 10Я73

© Митин Н.в., 2009

© УО «ГГУ им. Ф. Скорины», 2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общие указания по курсовому проектированию

1.1 Цели и задачи курсового проектирования

1.2 Задание и исходные данные на разработку курсового проекта

1.3 Содержание, порядок выполнения и состав проекта

2. Методические указания по обоснованию запроектированных гидромелиоративных мероприятий

2.1 Экологические условия района местонахождения объекта осушения

2.2 Элементы открытой осушительной сети

2.3 Основные требования при проектировании каналов.

2.4 Нумерация каналов на осушительной сети.

3. Проектирование осушительной сети

3.1 Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка

3.2 Проектирование глубины каналов

3.3 Определение расстояния между осушителями

3.4 Длина каналов и степень канализации

3.5 Поперечный профиль каналов

3.6 Откосы каналов и их укрепление

3.7 Продольный профиль каналов

3.8 Уклоны каналов

3.9 Гидравлический расчет осушительных каналов

3.10 Гидрологический расчет каналов

3.11 Объемы земляных работ на каналах

4. Организация и проведение гидролесомелиративных работ

4.1 Трассоподготовительные работы

4.2 Сооружения на открытой осушительной сети

4.3 Сооружения на каналах

5. Техника безопасности

6. Ориентировочное определение эффективности лесоосушения.

7. Составление сметы

7.1 Составление объектных смет

8 Эксплуатация гидромелиоративной сети

9. Лесное хозяйство на осушенных землях

Введение

Около 35% территории Беларуси покрыто лесами, однако более 15% их заболочено и характеризуются низкой продуктивностью. Повышение продуктивности таких насаждений возможно только после проведения гидротехнических мелиораций. Гидротехнические мелиорации являются не только мощным средством увеличения прироста древесины и ее качества, но и создают более благоприятные условия для лесовосстановления, лесоэксплуатации, улучшения путей транспорта, санитарно-гигиенических условий. При осушении годовой прирост часто увеличивается с 1 м³ до 3-4 м³, иногда до 6 м³/га. Для достижения такого эффекта необходимы достаточно обоснованный выбор объектов осушения, а также не допустимы ошибки при проектировании и строительстве мелиоративной сети. Кроме того, должно быть налажена правильная эксплуатация мелиоративной сети и ведение лесного хозяйства.

В противном случае осушение может вызвать нежелательные и может быть отрицательные результаты. В связи с этим студентам биологического факультета специальности «Лесное хозяйство» необходимо не только хорошо освоить теоретические основы гидролесомелиорации, но и приобрести практические навыки в решении вопросов, связанных с проектированием и эксплуатацией мелиоративных систем и гидротехнических сооружений на них.

Отсюда очевидно, какое большое значение имеет дисциплина «Гидротехнические мелиорации лесных земель» для специалистов лесного хозяйства.

1. Общие указания по курсовому проектированию

1.1 Цели и задачи курсового проектирования

Курсовое проектирование является частью учебного процесса, что дает возможность студентам приобрести навык проектирования гидротехнических осушительных систем, их элементов, закрепить и углубить знания, полученные при изучении курса «Гидротехнические мелиорации лесных земель», пользоваться справочной литературой, инструкциями, типовыми проектами, учебниками, таблицами и т.д. Кроме того, выполнение курсового проекта расширяет технический кругозор студента.

1.2 Задание и исходные данные на разработку курсового проекта

Для разработки курсового проекта открытой осушительной сети каждому студенту выдается индивидуальное задание, в каком приводятся исходные данные: 1) план лесной площади в горизонталях с указанием масштаба и сечения поверхности, квартальной сети, и регулированного водоприемника; 2) местонахождение объектов (область, район, лесничество); 3) гидротехнические данные фактических наблюдений летнее-осенних (весенних) паводков 25%-ной (или 10%-ной) обеспеченности; 4) водосборная площадь магистрального канала или водоприемника; 5) цель осушения - повышение продуктивности леса ( в особых случаях - создание лесопарка, зеленой зоны, лесных культур, пашни и т.д.); 6) таксационная характеристика древостоя, состав основных пород, возраст, бонитет, средняя высота и диаметр, полнота, количество деревьев на 1 га; 7) тип болота и водного питания; 8) группа типов леса, тип леса и тип лесорастительных условий; 9) характер поверхностной (механический состав почвы или вид торфа, мощность, степень разложения и зольность торфа, плотность) и подстилающей породы; 10) способ осушения; 11) срок выдачи задания и сдачи проекта; 12) научный руководитель проекта.

1.3 Содержание, порядок выполнения и состав проекта

В курсовом проекте необходимо спроектировать открытую осушительную сеть. При разработке проекта потребуется составить краткую пояснительную записку и разработать чертежи.

В пояснительную записку входят: 1) физико-географическая характеристика района расположения объекта осушения (климат, рельеф, гидрология, почва, лесохозяйственные и экономические условия); 2) характеристика осушаемой территории (рельеф, повышения, понижения, уклоны и т.д.); 3) обоснование выбранных элементов регулирующей сети и определение оптимального расстояния между осушителями; 4) определение рабочих и проектных глубин каналов и коэффициентов откосов; 5) построение продольного и поперечного профилей каналов: магистрального (МК), транспортирующего собирателя(ТС), осушителя(Ос). Разбивку пикетов начинают от устья через 100 м; 6) гидрологический и гидравлический расчет магистрального канала; 7) расчет объемов земляных работ для каналов с построением продольного профиля и для всей запроектированной сети: определение степени канализации, какая представляет собой отношение общей длины всех каналов к площади осушения; 8) устройство противопожарных водоемов, сооружений, труб-регуляторов, труб- переездов, пешеходных мостиков, дорожной сети и т.д. с обозначением их на плане; 9) подбор и обоснование мелиоративно-строительных машин и механизмов для строительства осушительной сети: описание трассоподготовительных работ и порядок выполнения лесоосушительных и строительных работ; 10) расчет по укрупненным показателям стоимости строительства осушительной сети с учетом проектно-изыскательских работ; 11) мероприятии я по содержанию и ремонту (реконструкции) осушительной сети; 12) определение эффективности лесоосушения и срок окупаемости затрат; 13) противопожарные мероприятия и техника безопасности; 14) охрана окружающей среды. Чертежи разрабатываются по мере выполнения проекта и даются в приложении. Графическая часть дополнительно слагается из: а) плана осушаемого участка (М 1 : 10000) с нанесением осушительной сети, пикетажом, противопожарными водоемами, строениями и дорогами; б) продольных профилей, в) чертежей одного из сооружений по согласованию с руководителем проекта.

Содержание пояснительной записки включает: титульный лист, задание, содержание, введение и текст разделов.

2. Методические указания по обоснованию запроектированных гидромелиоративных мероприятий

2.1 Экологические условия района местонахождения объекта осушения

Обоснованию запроектированных лесоосушительных мероприятий и расчетно-пояснительной записки предшествуют введение и общая характеристика района местонахождения объекта. Во введении проектировщику необходимо кратко показать основные задачи, какие стоят перед лесным хозяйством в области гидролесомелиорации, роль ее в интенсификации лесного хозяйства, а также цели и задачи курсового проектирования.

При составлении раздела о физико-географических условиях необходимо на основании задания и литературных данных показать местонахождение объекта (республика, область, район, климатические, гидрологические, земельно-грунтовые и экологические условия). Кроме этого, дается характеристика объекта, водосборная площадь, расчетный модуль стока, сведения о водоприемнике, лесоводственная и почвенная характеристика объекта мелиорации, источники водного питания, а также мероприятия по ликвидации переувлажнения объекта и созданию условий для выращивания высококачественных и высокопродуктивных лесов.

2.2 Элементы открытой осушительной сети

Развитая открытая осушительная сеть состоит из следующих элементов: а) регулирующей сети (осушитель - О или Ос, тальвеговые каналы - Т, борозды), которые принимают поверхностные и грунтовые воды и отводят их в транспортирующие собиратели, откуда вода поступает в магистральный канал и дальше в водоприемник; б) проводящей сети (транспортирующие собиратели - ТС, магистральные каналы - МК), которые транспортируют воду по собирателям и магистральным каналам в водоприемник; в) оградительной сети (нагорные каналы - Н, ловчие - Л, защитные или пограничные (ЗК), которые служат для ограничения разрастания болота в стороны суходольных лесов; г) водоприемников (реки, большие ручьи, озера и т.д.), которые принимают и отводят всю воду, которая отводится осушительной сетью; д) гидротехнических сооружений на регулирующей, проводящей сети (мосты, трубчатые переезды, шлюзы-регуляторы, закрепление откосов, перепады, быстротоки и т.д.); е) дорожной сети с транспортными сооружениями, которые обеспечивают беспрепятственный выезд и въезд транспорта на осушенные земли; противопожарных и природоохранных мероприятий, служащих для предотвращения возникновения пожаров и охраны окружающей среды; з) осушенных земель.

2.3 Основные требования при проектировании каналов.

Регулирующая сеть служит для регулирования водного режима территории. В зависимости от типа водного питания регулирующая сеть может быть представлена осушителями при грунтовом или грунтово-напорном питании или собирателями при атмосферном типе питания. Она может быть открытой или закрытой (дренаж).

При проектировании открытых осушителей на лесных землях в плане необходимо руководствоваться следующими основными положениями:

1) необходимо трассы осушителей проводить под острым углом к горизонталям или гидроизогипсам, что позволяет более полно перехватывать водные потоки, при этом, чем больше уклон поверхности, тем под более острым углом проектируются осушители, соблюдая необходимый продольный уклон для канала и избегая резкого уменьшения его к устью;

2) на участках со слабоводопроницаемыми грунтами при уклонах поверхности 0,0005 и менее допускается располагать осушители вдоль склона с ограждением верховьев заболоченных площадей нагорными каналами или предусматривать искусственное увеличение уклонов их дна (при длине осушителей не более 500 м) путем увеличения глубины к устью, а также дополнением регулирующей сети водоотводными бороздами, кротовым или щелевым дренажом;

3) при осушении пойм, затапливаемых паводками, осушители следует располагать параллельно потоку паводковых вод, а собиратели - под углом к водоприемнику;

4) трассы осушителей обычно проводятся параллельно одна другой и просекам; мелиоративные каналы по возможности прокладывают вдоль просек и дорог с нагорной стороны, что защищает последние от притока воды и позволяет использовать вынутый при рытье грунт под полотно дороги, а также уменьшить количество мостов, труб, переездов;

5) осушители проводятся прямолинейными (при значительных уклонах, а также с учетом просек и дорог допускаются их изломы до 90⁰ и по местам с возможным увеличением глубины торфа к их устью);

6) между верховьем осушителей и смежным проводящим каналом проектируется разрыв не менее половины расстояния между осушителями, в связи с тем, что осушители не должны препятствовать заезду на межканальные полосы;

7) на оторфованных площадях стремятся прокладывать каналы в местах с равномерной глубиной торфа, чтобы избежать неравномерной просадки торфа на дне канала;

8) осушители вводятся в собиратели как с одной стороны, так и (предпочтительнее)с двух сторон, сопрягаясь при этом в плане под углом 60-90⁰;

9) чтобы избежать пересечения квартальных просек, необходимо стремиться проектировать осушители в границах лесного квартала, длина их, как правило, от 500 до 1500м, в зависимости от рельефа, расстояния между собирателями;

10) на открытых или малолесных территориях (гари, пустыри, вырубки и редины), где не требуются трассоподготовительные работы, целесообразно при лесокультурных работах между осушителями проводить по уклону на расстоянии от 3-4 до 10-15 м проточные борозды глубиной 30-60см;

11) тальвеговые каналы проводятся по самым низким местам - низинам, лощинам.

Ограждающая сеть в мелиоративных системах чаще всего представлена нагорными и ловчими каналами.

Нагорные каналы проводят по границам осушаемых участков (нулевой залежи торфа) перпендикулярно к потоку стекающей с поверхности воды с вводом в ближайший водопроводный канал или водоприемник; при однородном рельефе водосбора, когда на осушаемую площадь вода поступает сплошным потоком, нагорный канал проектируют сплошным; при поступлении воды из водосбора на осушаемую площадь отдельными потоками нагорные каналы устраивают прерывистыми, V-образного расположения в плане чтобы каждый из них перехватывал отдельный поток, и вводится в ближайший водопроводный канал; нагорные каналы проектируются в местах с устойчивым грунтом и имеют плавный, без резких переломов продольный уклон (не менее 0,0005). Нагорные каналы проектируются в тех случаях, если расход воды, который прибывает с внешнего водосбора, больше расчетного расхода регулирующей сети.

Ловчие каналы проектируются вдоль линии выклинивания грунтового потока, при заболачивании территории напорными водами они проходят вдоль линии наивысших пьезометрических напоров, на болотах - по воронкам минерального дна. Ловчие каналы применяются в тех случаях, если коэффициент фильтрации верхнего метрового слоя почвы будет равным или более 0,5 м/сут. Трассы ловчих каналов должны проходить в устойчивых грунтах и иметь плавный продольный уклон. Различают совершенные ловчие каналы, когда канал прорезает всю толщу водоносного слоя, и несовершенные (висячие), когда дно канала не достигает водоупора.

В отдельных случаях осушение участка может достигаться строительством только ловчих или нагорных каналов или их системой (нагорно-ловчие каналы). Последние практикуются при малых водосборах, когда грунтовые воды подходят близко к поверхности и представляют собой совмещение нагорных и ловчих каналов. Они одновременно перехватывают поверхностные и грунтовые воды. При переувлажнении территории напорными водами нагорно-ловчие каналы проектируются по линии максимальных напоров. Они бывают сплошные и прерывистые. Оградительные каналы могут служить как противопожарные.

Проводящая сеть служит для своевременного и по кратчайшему пути отвода избыточных вод с осушаемых участков без затопления их в вегетационный период и пропуска расчетных расходов воды на 0,4 м ниже бровки берега. Однако при определенных гидрологических условиях она может выполнять функции и регулирующей сети. Приводим основные требования, которыми необходимо руководствоваться при ее проектировании:

Проводящая сеть должна отводить воду самотеком и не мешать расположению осушительной сети.

Трасса проводящих каналов должна приближаться к прямой линии и иметь минимальную длину, особенно в холостой части, обеспечивая выведение воды с территории участка по кратчайшему пути.

Каналы необходимо проектировать на землях одного лесхоза с незначительным числом поворотов, пересечений с существующими и проектируемыми дорогами, просеками и другими объектами; внутренний угол поворота должен быть не менее 120⁰, при более крутых поворотах проектируется закругление радиусом не менее 10-кратной ширины канала по верху в размываемых и 5-кратной - в минеральных тяжело размываемых грунтах [2, 3].

Проводящие каналы проектируются по наиболее пониженным местам рельефа (лощинам, тальвегам) перпендикулярно к горизонталям поверхности. Проводящую сеть на болотах необходимо размещать на участках с максимальной глубиной торфа, которая должна возрастать к устью канала, где наблюдается наибольшая осадка торфа.

При трассировании проводящей сети следует стремиться к сокращению количества проводящих каналов, что достигается двусторонним впадением собирателей в магистральный канал и каналов старших порядков.

Пересечение проводящих каналов с дорогами, трубопроводами необходимо проектировать по возможности под прямым или близким к нему углом, трассы проводящих каналов целесообразно проводить в обход водоемов, используя последние в противопожарных целях или для обратного регулирования водного режима территорий путем шлюзования или орошения.

Сопряжение магистрального канала с водоприемником в плане проектируют под углом 45-60⁰ к оси потока на выпуклом участке водоприемника; берега в местах впадения МК должны быть устойчивыми, без прослоек плывуна и торфа. Не допускается ввод магистрали на узких местах водоприемника и непосредственно выше мостов и других сооружений, создающих подпор; водоприемник не должен подпирать горизонты воды в магистральном канале.

Ввод транспортирующих собирателей в магистральный канал в плане проводят под углом 60-80⁰, при вводе под углом 90⁰ необходимо проектировать закругление радиусом 10В, где В - ширина канала поверху.

2.4 Нумерация каналов на осушительной сети.

При нанесении на план осушительной сети необходимо пользоваться сокращенными обозначениями каналов. Нумерация каналов начинается с устья принимающего канала (водоприемника). При этом все каналы младшего порядка, впадающие в принимающий канал (канал старшего порядка) справа по течению нумеруются четными, а слева - нечетными цифрами. Например, осушитель имеет индекс О-2-1. Это значит, что осушитель впадает с левой стороны первым по счету от устья в транспортирующий собиратель (ТС-2).

Рисунок 1 - План осушаемого участка с осушительной сетью

3. Проектирование осушительной сети

3.1 Определение среднего уклона поверхности осушаемого участка

С этой целью на плане требуется определить на глаз не менее трех участков с разными уклонами, это значит с разными расстояниями между горизонталями, и на каждом участке провести перпендикулярно горизонталям линии. По каждой линии определяют уклон:

где h - превышение (разность отметок у концов линии);

l- длина линии, перпендикулярной горизонталям.

После этого рассчитывается средний уклон как среднеарифметическая величина всех уклонов. Определенный таким образом средний уклон поверхности осушаемого участка учитывается в дальнейшем при определении расстояния между осушителями.

3.2 Проектирование глубины каналов

Глубина каналов зависит от многих факторов, среди которых важнейшими являются назначение каналов, норма осушения, почвенно-грунтовые и гидрологические условия и др.

Различают глубины установленные (рабочие) и проектные. Проектные глубины на болотах обычно больше установленных на величину усадки торфа. Глубина осушительных каналов (с учетом осадки торфа Т_о) приводится в таблице 1.

Таблица 1- Минимальная глубина осушителей

Толщина торфа, м	Минимальная установленная глубина осушителей, м
0,10-0,50	0,8-0,9
0,50-1,30	1,0
Более 1,3	1,2

При проектировании глубины осушителей учитывается осадка торфа. Вычисление проектной (Н_пр) глубины производится по формуле с учетом коэффициента осадки (К_ос) рабочей или установленной глубины (Н_раб):

Н_пр. = Н_р.* К_ос

Коэффициент осадки (К_ос) зависит от плотности торфа и типа болот (таблица 2).

Таблица 2 - Коэффициент осадки торфа

Тип болота	Плотность торфа
	плотный	менее плотный	довольно рыхлый	рыхлый
Низинный	1,2	1,25	1,35	1,50
Верховой	1,3	1,40	1,50	1,65
Переходный	1,25	1,32	1,42	1,58

Пример 1. Глубина низинного торфа больше глубины канала и равна 1,4 м, рабочая (установленная) глубина (Н_р) составляет 1,0 м, торф плотный, К_ос = 1,2.

Н_пр. = Н_р.* К_ос = 1,0м * 1,2 = 1,2м

Пример 2.Глубина верхового плотного торфа равна 0,6 м и меньше глубины канала, которая равна 1.0 м. Поскольку торф верховой плотный, то К_ос = 1,3.

Сначала высчитываем рабочую глубину только в торфе, или толщину торфа после осадки:

м

Высчитываем толщину осадки торфа: 0,6м - 0,46м = 0,14м

Глубина канала в минеральном грунте: 1,0м - 0,46м = 0,54м

Общая проектная глубина: 0,6м + 0,54м = 1,14м.

Глубина проводящих каналов на мелиоративных каналах определяется условиями соединения с дном регулирующих каналов других порядков. Обычно глубина транспортирующих собирателей принимается на 0,1-0,2 м больше, чем глубина впадающих осушителей, а глубина магистрального канала на 0,2-0,3 м больше, чем глубина транспортирующих собирателей.

Нагорные каналы проектируются глубиной 0,9-1,3 м (большие глубины обосновываются). Глубина ловчих каналов зависит от состояния водоупора, но не должна превышать 2,0м. При большей глубине ловчие каналы прокладываются там, где грунтовые воды подходят близко к поверхности земли. Дно ловчего канала должно врезаться в водонепроницаемый грунт на 0,3-0,5 м.

При определении глубины Ос, ТС и ограждающих каналов необходимо также учитывать:

При залегании под торфяным или песчаным грунтом глины или суглинка дно каналов нужно врезать на 0,15-0,20 м, при залегании под торфяным или глинистым грунтом песка или супеси рекомендуется углубление на 0,1 м, при этом нужно учитывать заглеивание каналов и не допускать отклонения от глубин, указанных в табл. 1, более чем на 0,2 м.

На болотах с глубиной торфа до 2 м рекомендуется врезать дно МК в минеральный грунт на глубину, указанную в п. 1.

3.3 Определение расстояния между осушителями

Стоимость и эффективность мелиорации лесных земель в значительной степени зависит от расстояния между каналами. Выбор расстояния между осушителями зависит от многих факторов: цели осушения, причин заболачивания, характера климата, почвогрунтов, насаждений, уклона поверхности, типа водного питания, толщины торфа, характера подстилающего грунта и т.д. В лесомелиоративной науке определение расстояния между осушителями проводят гидрологическим, технико-экономическим и лесоводственным методами.

При определении расстояния между каналами целесообразно руководствоваться практическими данными, полученными на основе закладки пробных площадей и выявления действия мелиоративной сети на рост леса и окружающую среду. Руководством по осушению лесных земель [3] (ч. 2 «Проектирование») расстояние между осушителями определяется по базовому варианту (таблица 3) с учетом почвенно-грунтовых лесорастительных и гидрологических условий; введением соответствующих поправочных коэффициентов.

Таблица 3 - Расстояния между осушителями базового варианта (К_ос=1,0) при установленной глубине 1,0м.

Группа типов леса и лесорастительных условий	Глубина торфа, м	Подстилающий грунт	Расстояние между осушителями, которые соответствуют
			максимальной рентабельности	максимальной продуктивности
1	2	3	4	5
Низинный (автотрофный) тип заболачивания
Черноольшаники, болотно-травяные, осоковые (С4-5 - Д4)	0,3-0,6 0,6-1,0 более 1,0	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Торф	175 210 230 190 220 240 240
Сосняки, ельники, кедровники, смешанные насаждения, болотно-травяные (С4-С5)	0,3-0,6 0,6-1,0 более 1,0	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Торф	130 145 160 140 145 150 150	65 75 80 65 75 80 75
Безлесные низинные болота	0,3-0,6 0,6-1,0 более 1,0	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Торф	95 105 115 100 105 110 110	55 60 65 50 55 55 55
Переходный (мезотрофный) тип заболачивания
Сосняки, ельники, смешанные насаждения, осоковые и травяно-осоковые	0,3-0,6 0,6-1,0 более 1,0	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Торф	100 110 120 120 125 130 120	50 55 60 60 65 65 60
Ельники, кедровники и смешанные насаждения, долго-мошниковые (В4)	0,3-0,6	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые	100 115 125	50 55 60
Безлесные переходные болота (В4-5)	0,3-0,6 0,6-1,0 более 1,0	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Торф	75 85 95 90 95 95 90	35 40 45 40 45 45 45
Верховой (олиготрофный) тип заболачивания
Сосняки сфагновые (А5)	0,3-0,6 0,6-1,0 более 1,0	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые Торф	80 100 110 105 110 115 110	45 50 55 50 55 55 55
Сосняки долгомошниковые	0,3-0,6	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые	130 145 160	70 80 85
Сосна по верховому болоту (А5-А6)	0,6-1,0	Суглинки Супеси и пески мелкозернистые Пески средне- и крупнозернистые	80 85 85	45 45 40
Безлесные верховые болота	более 1,0	Торф	60	30

Примечание. 1) При установлении расстояния между осушителями поправочные зональные коэффициенты в зависимости от района берутся по таблице 4.

2) Расстояния между осушителями определены для установленных глубин осушителей, равных 1,0 м. При других установленных глубинах вводится поправка по таблице 5.

3) При глубоком залегании водоупорного горизонта (более 3 м в неосушенном состоянии), а также при дополнении регулирующей сети бороздами, расстояния между осушителями могут быть увеличены на 20%.

4) При грунтово-напорном водном питании расстояния между осушителями уменьшают на 20%.

5) В таблице 6 приведены поправочные коэффициенты для учета уклона местности

Таблица 4 - Поправочные зональные коэффициенты (К_зон) на расстояние между осушителями в зависимости от района

Область	Кзон	Область	Кзон
Гродненская Минская Витебская	1,15 1,11 1,02	Брестская Гомельская Могилевская	1,22 1,12 1,07

3.4 Длина каналов и степень канализации

Длина каналов зависит от их назначения, условий рельефа, расстояния между осушителями, хозяйственно-эксплуатационных условий. Осушители целесообразно проектировать в пределах квартала (5оо-1000 м), чтобы они не пересекали просеки. В сложных рельефных условиях и на выровненных без уклонов территориях длина их допускается в границах 200-500 м, а на площадях с достаточным уклоном - до 1500 м.

Длина проводящей сети зависит от размеров и рельефа осушаемой территории, а также длины регулирующей сети и местонахождения водоприемника. Собиратели проектируются длиной 1-2 км, а магистральные каналы - в зависимости от отдаления водоприемника от осушаемого участка. Длина борозд, которые дополняют осушительную сеть, проектируется в зависимости от уклона и расстояния между осушителями в границах 100-200м.

После расчета расстояния между осушителями и вычерчивания каналов на плане их нумеруют в соответствии с изложенной номенклатурой. Далее подсчитывают длину всей осушительной сети и отдельных категорий каналов (Ос, ТС, МК, ЛК, НК), а также площадь осушаемого участка. На основании этих подсчетов вычисляется степень канализации, которая представляет собой отношение длины каналов к осушаемой площади. Степень канализации подсчитывают отдельно для проводящей и регулирующей сети и для всей осушительной сети. Результаты целесообразно оформить таблицей.

Таблица 5 - Поправочные коэффициенты на расстояния между осушителями с учетом почвогрунтов и установленной глубины

Глубина каналов после осадки, м	Минеральный грунт и торф, глубиной 0,3-0,6 м, подстилаемый	Торф глубиной 0,6-1,0 м при врезании дна каналов в	Торф
	глиной, суглинком	легким суглинком	песком	глину, суглинок	легкий суглинок, супесь	песок	низинный	переходный	верховой
0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5	0,65 0,75 0,84 0,92 1,00 1,05 1,09 1,13 1,16 1,19	0,70 0,79 0,87 0,94 1,00 1,07 1,14 1,21 1,26 1,32	0,76 0,84 0,90 0,96 1,00 1,09 1,17 1,25 1,32 1,39	0,50 0,65 0,77 0,89 1,00 1,07 1,11 1,14 1,17 1,18	0,52 0,66 0,78 0,90 1,00 1,10 1,21 1,29 1,36 1,41	0,50 0,66 0,78 0,91 1,00 1,12 1,22 1,30 1,37 1,45	0,55 0,67 0,78 0,91 1,00 1,07 1,14 1,20 1,29 1,25	0,54 0,66 0,77 0,90 1,00 1,07 1,12 1,17 1,19 1,21	0,53 0,65 0,76 0,88 1,00 1,07 1,11 1,15 1,16 1,17

Таблица 6 - Поправочные коэффициенты для учета уклона местности

Уклоны	0,0005-0,002	0,002-0,005	0,005-0,01
Коэффициенты	1,0	1,01-1,05	1,05-1,15

Таблица 7 Вычисление оптимального расстояния между осушителями

Груп-па ти-пов леса	Уста- нов- ленная глуби-на Ос, м	Уклон поверх-ности	Базовое расстояние между Ос, м	Поправочные коэффициенты на	Приня- тое рас-сто-яние
			при мах рентабель- ности	при мах продук-тив- ности	зону, Кзон	глу- бину Ос	тип вод-ного пита-ния	уклон поверх- ности	об-щий

3.5 Поперечный профиль каналов

Открытый лесомелиоративный канал обычно имеет трапецеидальную форму (рис.2) и характеризуется следующими исходными величинами: проектной глубиной Н_пр., шириной канала по дну b, коэффициентом откоса m.

Рисунок 2 - Мелиоративный канал трапецеидальной формы

Глубину канала определяют в соответствии с п. 3.1. Коэффициент откоса берется по таблице 8. Ширина канала по дну b зависит от категории канала, землеройного механизма и объема пропускаемой через канал воды. У каналов регулирующей сети ширина по дну берется конструктивно 0,40 м; для каналов гидравлически нерассчитанных, ограждающей и проводящей сетей - 0,40-0,60 м; для гидравлически рассчитываемых каналов (площадь водосбора 500 га и более) - по расчету. В каждом конкретном случае ширина канала по дну увязывается с габаритами землеройного механизма.

Ширина канала по верху (В) находят по формуле:

В = b + 2 m Н,

где В - ширина канала по верху, м

b - ширина канала по дну, м

m - коэффициент откоса

Н - глубина канала, м

Вынутый при строительстве каналов грунт или разбрасывают слоем до 15-20 см (в лесах лесопарковой зоны, на лесокультурных площадях и в питомниках), или отсыпают постоянные кавальеры - дамбы, или разравнивают под дорожные насыпи. Земляную насыпь под дорогу обычно строят по типовым проектам. Расстояние между бровкой канала и подошвой кавальера (насыпи) называется бермой. Ширина бермы - 1,5 м, но не менее глубины канала. Для попуска поверхностных вод в отвалах вынутого из канала грунта устраивают открытые или закрытые водосточные воронки. Водосточные воронки обычно устаивают в натуральных понижениях, или выровненных территориях через 30-50 м. Они прорезают целинный грунт на 20-40см и крепятся дерном. Ширина сточных воронок по дну 30-40 см, заложение откосов - по грунту. Когда вынутый грунт разбрасывается по поверхности , то воронки не устраивают. Отвалы грунта для дорог, как правило, размещаются на низовой стороне каналов. В другом случае каналы могут иметь и двухсторонние отвалы. В каналах с двухсторонними отвалами на уклонах стоковые воронки устраивают только с верховой (нагорной) его стороны, а на ровной местности - с двух сторон. В кавальерах, используемых под полотно дороги, воронки устраивают закрытого типа (бетонные, керамические, фашинные и т.д.).

3.6 Откосы каналов и их укрепление

Открытый мелиоративный канал в зависимости от характера грунтов и величины пропускаемого расхода воды чаще всего проектируется трапецеидальной поперечной формы (рис. 2). Крупные каналы с площадью водосбора более 150 км² в неустойчивых грунтах имеют трапецеидально-параболическую или параболическую форму сечения.

При проектировании каналов трапецеидальной формы сечения учитывают устойчивость грунтов и наличие механизмов, с помощью которых строят каналы. Обычно каналы в поперечном сечении имеют форму равносторонней трапеции. Боковые стенки или откосы трапеций делают наклонными. Отношение горизонтальной проекции откоса канала к его вертикальной проекции () называется крутизной или заложением откосов и выражается коэффициентом откоса .

Коэффициент устойчивости откосов, который рекомендуется руководством по осушению лесных земель, зависит от вида грунта, категории каналов и их глубины (таблица 8).

Таблица 8 Коэффициенты устойчивых откосов каналов

Грунт	Коэффициенты откосов для
	осуши-телей	проводящих и ограждающих каналов глубиной, м	Водопри-емников
		0,8-1,5	более 1,5м
Глина (0,005 мм, более 33%) Суглинки: легкие средние тяжелые Супеси Плывун Песок среднезернистый Песок крупнозернистый Торф осоковый: слабо разложенный хорошо разложенный Торф сфагновый: слабо разложенный хорошо разложенный Торф древесный: слабо разложенный хорошо разложенный	0,75-1,00 1,25-1,50 1,00-1,25 1,00 1,50 2,00 1,50 1,25-1,50 0,50 0,75 0,50 0,75 1,00 1,00-1,25	1,00-1,25 1,50 1,25 1,00-1,25 1,50 2,00-2,50 1,50-1,75 1,50 0,50-0,75 0,75-1,00 0,50-0,75 0,75-1,00 1,00 1,25-1,50	1,25 1,50-1,75 1,25-1,75 1,25-1,50 1,50-1,75 2,25-3,00 1,75-2,00 1,50-2,00 0,75-1,00 1,00-1,25 0,75-1,00 1,00-1,25 1,00-1,25 1,50-1,75	1,25-1,50 1,75-2,00 1,50-1,75 1,50-1,75 1,75-2,00 2,75-3,00 2,00-2,25 2,00-2,25 1,00-1,25 1,25-1,50 1,00-1,25 1,25-1,50 1,25-1,50 1,50-1,75

Примечание: 1. В таблице 8 приведены коэффициенты устойчивых откосов без учета механизации работ.

2. При комплексной механизации земляных работ коэффициент откоса выбирается в зависимости от применяемых механизмов: а) при экскаваторных работах допускается увеличение откосов на 0,25-0,50; б) при устройстве борозд и неглубоких осушителях (глубиной до 0,50-0,70м) плужными каналокопателями в песчаных грунтах допускается уменьшение коэффициента откоса до 0,75-0,70; в) при устройстве каналов фрезерным каналокопателем в торфяных грунтах допускается со степенью разложения до 40-45% допускается уменьшение коэффициента откоса до 0,25.

3. Доля нагорных каналов коэффициент заложения верхового откоса принимается равным 2,0-3,0, а в местах концентрации стока до 5,0 с устройством впускных каналов (стоковых воронок: при треугольной форме поперечного сечения заложение верхового откоса 5,0-10,0, а нижнего - 1,5-2,0.

4. Для каналов лесопарковой зоны коэффициент заложения откоса принимается по наибольшему значению.

5. При прорезании каналом разнородных грунтов, из которых нижний является неустойчивым, рекомендуется проектировать сложный откос, у которого нижняя часть (в слабом грунте) пологая, а верхняя - крутая. Для мелких каналов регулирующей сети при толщине торфа более 50% глубины канала допускается проектирование откосов по торфяному грунту, а при мощности торфа до 50% - по минеральному грунту (за исключением песчаных грунтов, где откосы проектируются по песчаному грунту при заглублении в него канала более 25-30 см).

В малоустойчивых грунтах в зависимости от технико-экономических условий можно проектировать или более покатые откосы (предпочтительно), или проектировать укрепление дна и откосов. Укрепление откосов целесообразно проектировать в местах впадения ТС в МК и МК в водоприемник. Укрепление откосов предусматривается также в малоустойчивых грунтах, если в целях экономии земляных работ проектируется более крутой откос, чем принято для данного грунта, или если на участке наблюдается размывающие скорости. Учитывая слабую механизацию и дороговизну, работы по устройству укрепления откосов следует избегать. Для укрепления откосов применяют различный материал: жерди, доски, дерн, камень, железобетонные плиты и т.д. Высота укрепления принимается равной глубине наполнения при расчетном расходе плюс запас 0,2-0,3 м.

3.7 Продольный профиль каналов

Продольные профили (рис. 3) в производственных (рабочих) проектах создаются для всех каналов осушительной сети. В курсовом проекте продольный профиль производится для магистрального канала, одного типичного транспортирующего собирателя и одного осушителя, который впадает в этот собиратель. Основой для построения продольных профилей служит план участка в горизонталях. Проектирование профилей начинается с осушителя, затем проектируется профиль собирателя, на котором отмечается место впадения осушителей и положение их дна и, наконец, заканчивается проектированием профиля магистрального канала.

Построение продольных профилей целесообразно вести одновременно с гидрологическим и гидравлическим расчетами магистрального канала. Для построения продольного профиля необходимо знать проектную глубину (п.3.1), допустимые для них оптимальные уклоны (п.3.6), отметки поверхности и глубину торфа по линии оси канала (из задания), план трассы канала с указанием ситуации и закругления, данные по характеристике грунта и т.д. К построению продольных профилей приступают после того, как запроектируют осушительную сеть в плане.



Рисунок 3 - Продольный профиль осушителя

На трех каналах (МК, ТС, Ос) начиная от их устья (с пикета 0), разбивают пикеты через 100м (1 см на плане) намечают дополнительные точки на характерных элементах рельефа. Далее по отметкам горизонталей плана (по перпендикулярным линиям к горизонталям) интерполяцией вычисляют для каждого пикета отметки поверхности (с точностью до 0,01 м). Желательно попикетное вычисление отметок занести в таблицу. По данным таблицы вычерчивают на миллиметровой бумаге продольные профили (МК, ТС, Ос). Масштаб профиля горизонтальный 1:10000 (1см - 100м), вертикальный 1:100 (1см - 1м). Для небольших каналов горизонтальный масштаб увеличивают до 1:5000 (в 1см - 50м), а вертикальный до 1:50 (В 1 см 0,5 м). Чертеж профилей состоит из двух частей. В верхней части вычерчивают профиль канала с падением его справа налево, а в нижней (под профилем) - сетку из ряда граф шириной 0,5-2,0 см. В левой половине сетки приводят названия граф. Построение продольного профиля начинают с заполнения граф сетки. Вначале в графы заносят существующие данные: номера пикетов, расстояния между ними, отметки поверхности земли, глубину торфа и подстилающий грунт. Затем строят верхнюю часть чертежа. Для этого против каждого пикета и промежуточных точек в выбранном вертикальном масштабе откладывают (накалывают) отметки поверхности, стремясь, чтобы ордината нулевого пикета (в устье канала) имела длину 4-6 см. После накалывания отметок все точки соединяют прямыми линиями и получают профиль поверхности. Затем через точки попикетно проводят ординаты с учетом с учетом осадки поверхности торфяной залежи объекта.

На профиле поверхности транспортирующего собирателя и магистрального канала показывают места впадения младших каналов при помощи флажков с вертикальной линией, длина которой под профилем соответствует глубине впадающих каналов, а поворот флажка (влево или вправо) - с какой стороны по течению они впадают. В местах сопряжения каналов на профиле показывают половину сечения старшего канала. Условными знаками на профиль наносят существующие и проектируемые мосты, трубы, крепление русла, глубину торфа и т.д.

Построив продольный профиль поверхности по оси канала и приняв во внимание проектную глубину канала и допустимые оптимальные уклоны, приступают к проектированию линии дна канала. Вначале с учетом проектной глубины и следуя по возможности уклонам поверхности земли, приблизительно наносят линию дна канала. При этом линия дна проектируемого канала должна соответствовать условиям сопряжения младшего канала со старшим. Кроме того, следует стремиться избегать уменьшения уклонов вниз по течению. Запроектированная линия дна канала может быть сглажена за счет уменьшения глубины, и по ней определяют уклоны дна каналов. Для рассчитываемого магистрального канала уклоны должны соответствовать гидравлическому расчету и допустимой скорости течения.

После окончательного проведения проектной линии дна каналов приступают к заполнению сетки с проектными графами: 1) уклоны и расстояния; 2) отметки дна; 3) глубина выемки; 4) заложение откосов; 5) ширина каналов по дну и по верху; 6) площадь поперечного сечения; 7) объем земляных работ. Заканчивается сетка нанесением плана трассы и километража. План канала вычерчивают в виде прямой линии, по обеим сторонам которой наносят ситуацию, места поворотов трассы направо и налево показывают окружностью на соответствующей стороне линии с указанием внутреннего угла поворота.

Заполнение сетки с проектными данными начинают с графы «Отметки дна». Для этого от отметок поверхности в переломных точках (устье и исток канала) вычитают запроектированную глубину канала и получают отметку дна в этих точках. Отметки вычисляют с точностью до 0,01 м. Прежде чем вычислить отметки на остальных пикетах, заполняют графу «Уклоны и расстояния». Для этого разность отметок дна в переломных точках или между устьем и истоком канала делят на расстояние между ними. Вычисления проводят до двух значащих цифр. Уклоны должны быть в пределах допустимых. Далее вычисляют отметки дна на остальных пикетах. Для этого величину уклона дна умножают на расстояние между пикетами (100 м) или плюсовыми (минусовыми) точками и полученное превышение приплюсовывают или вычитают от величины отметки на предыдущем или последующем пикете. Допускается расхождение за счет округления уклона до 0,01.

Графа «Глубина выемки» определяется путем вычитания величин отметок дна на каждом пикете от отметок поверхности.

При вычерчивании продольного профиля каналов проектируемые величины заполняются и вычерчиваются красной тушью, вода - синей, а все остальные - черной.

3.8 Уклоны каналов

При осушении лесных земель каналы должны иметь такой продольный профиль, чтобы не было размыва дна и откосов канала и отложения в нем наносов. Уклоны дна регулирующих каналов должны быть близкими к уклону поверхности, но не менее 0,0003. Максимально допустимый уклон следует устанавливать исходя из условий, чтобы скорость течения воды при пропуске расхода весеннего паводка, летне-осенних паводков разной обеспеченности не вызывала размыва русла. Допускается повышение максимальных уклонов до 0,01 (при незначительных площадях водосборов) и до 0,02 - при незначительных площадях водосбора на морене.

Для проводящих каналов уклоны дна следует выбирать таким образом, чтобы они были плавными по всей длине с целью обеспечить равномерную скорость течения воды по длине канала или небольшое увеличение по направлению к устью.

В проводящих каналах уклон поверхности воды при прохождении максимального расчетного расхода принимают равным или близким к уклону местности, он не должен превышать максимально допустимую скорость (i_max), вычисленную по формуле:

i_max ? Vg²C²R,

где Vg - допустимая неразмывающая скорость, м/сек; (таблица 9)

R - гидравлический радиус сечения канала при его полном наполнении;

С - коэффициент Шези.

В гидравлически нерассчитываемых проводящих каналах минимальный уклон дна принимается не менее 0,0003. Когда копаются проводящие каналы механизмами фрезерного типа, минимальный допустимый уклон поверхности земли должен быть не менее 0,001.

3.9 Гидравлический расчет осушительных каналов

Главной задачей гидрологического расчета является определение расчетного и проверочного модулей или расходов воды. Выбор расчетного модуля стока зависит от гидрологических условий и характера использования осушаемой территории. По расчетным расходам определяются размеры поперечных сечений каналов и сооружений. По поверочным расходам воды определяют устойчивость русел против размыва и заиливания, затопления территории и т.д.

Руководством по осушению лесных земель при проектировании лесоосушительных систем гидрологические расчеты проводятся по данным фактических наблюдений или наблюдений на реках-аналогах, в крайнем случае, по эмпирическим формулам. Расчет проводится в соответствии с СН 435-72 «Указания по определению расчетных гидрологических характеристик» на следующие периоды стока: а) весеннего паводка; б) летне-осенних паводков; промежуточного периода.

Каналы в лесах хозяйственного значения и при осушении лугов с сохранением естественного травостоя рассчитываются на пропуск летне-осенних паводков 25% обеспеченности.

Каналы в зеленых зонах городов, а также дренажные системы на окультуренных сенокосах проектируются с учетом летне-осенних паводков 10% обеспеченности.

Таблица 9 - Максимально допустимые скорости течения воды в незакрепленных руслах

Грунт и степень разложения торфа	Допустимая скорость (м/сек) при гидравлическом радиусе, м
	0,10	0,25	0,50	0,75	1,0	1,25	1,50	1,75	2,00
Глей	0,15-0,20	0,15-0,25	0,20-0,30	0,20-0,30	0,20-0,30	0,20-0,30	0,20-0,30	0,20-0,35	0,20-0,35
Песок: -мелкозернистый; -среднезернистый; -крупнозернистый	0,20-0,30	0,25-0,35	0,30-0,40	0,35-0,45	0,35-0,45	0,40-0,50	0,40-0,50	0,40-0,50	0,40-0,50
	0,30-0,40	0,35-0,45	0,40-0,50	0,40-0,55	0,45-0,60	0,45-0,65	0,50-0,65	0,50-0,65	0,50-0,70
	0,40-0,45	0,45-0,55	0,50-0,65	0,55-0,70	0,60-0,75	0,65-0,75	0,65-0,80	0,65-0,85	0,70-0,80
Суглинок: -легкий -средний -тяжелый	0,45-0,55	0,55-0,70	0,60-0,80	0,65-0,85	0,70-0,90	0,75-0,90	0,75-0,95	0,80-1,00	0,80-1,05
	0,45-0,65	0,55-0,75	0,65-0,85	0,75-0,95	0,75-1,00	0,80-1,05	0,80-1,05	0,80-1,10	0,85-1,15
	0,55-0,75	0,65-0,90	0,75-1,05	0,80-1,15	0,85-1,20	0,90-1,25	0,90-1,30	0,95-1,35	1,00-1,40
Торф: - древесный - сфагновый, степень разложения до 35%; - сфагновый, более 55%; - осоково-гипновый, разложение до 35% - осоково-гипновый, разложение >55%	0,25	0,30	0,35	0,40	0,40	0,40	0,45	0,45	0,45
	0,75	0,90	1,05	1,15	1,20	1,25	1,30	1,35	1,40
	0,45	0,55	0,60	0,65	0,70	0,75	0,75	0,80	0,80
	0,60	0,70	0,80	0,85	0,90	0,95	0,95	1,00	1,05
	0,40	0,45	0,50	0,55	0,60	0,65	0,65	0,65	0,70

Каналы открытых и закрытых систем в лесопарках строятся на пропуск весенних паводков 25% обеспеченности. На такие же воды рассчитываются сооружения на каналах лесоосушительной сети, кроме мостов и тру под дорогами.

Проверка всех нерассчитываемых каналов на устойчивость русел на размыв проводится на весенних паводках 25% обеспеченности; каналы лесоосушительной сети на сельскохозяйственных землях рассчитывают по нормам сельскохозяйственных земель.

При расчетах нагорно-ловчих и ловчих каналов к основному расходу добавляют расход грунтовых вод, которые поступают в канал в границах 15% (при безнапорном) и 20% (при напорном питании) основного расчетного расхода.

Условия не подтопления устьев каналов, а также высота укрепления русел в неустойчивых грунтах и минимальные скорости для проверки каналов на заиливание определяют меженным расходам 25% обеспеченности (для сельскохозяйственных угодий и лесопарков) и 50% обеспеченности. Расчетные меженные модули стока при отсутствии фактических данных принимают в размере от 0,01 до 0,05 л/сек с 1 га.

Определив вид расчетного и поверочного модуля стока и процент его обеспеченности в соответствии с указаниями по определению расчетных гидрологических характеристик, вычисляют расчетные (М_р или q_р) и проверочные модули стока. В учебных целях эти модули стока могут быть даны в исходном задании. На основе расчетного модуля стока (q_р) и водосборной площади (исходное задание) находят расчетный расход (Q_р).

Q_р = q_r * F л/сек или м³/сек

3.10 Гидрологический расчет каналов

После определения расчетного расхода с учетом уклонов и допустимой скорости течения проводят гидравлический расчет, при помощи которого определяют размеры поперечного сечения каналов и его пропускную способность, или расход воды в канале (Q_п). Расход воды через канал не должен превышать приход или сток (Q_р) более чем на 5% или быть менее 2%. Гидравлический расчет каналов проводят при площади водосбора в 500 га и более.

При выполнении курсового проекта гидравлический расчет для магистрального канала ведут для его устья и находят: а) расстояние (или глубину понижения) расчетного горизонта воды от бровки канала (h₁); б) ширину канала по дну (b) при известной глубине канала, уклоне дна, коэффициенте откоса (m) и коэффициенте шероховатости (n).

Расчетный горизонт воды (h₁) при осушении лесов хозяйственного значения, рассчитываемого на пропуск летне-осенних паводков, принимается на 0,4-0,5 м ниже бровки канала, в парковой зоне при расчете на пропуск расходов весеннего половодья расчетная глубина заполнения принимается также на 0,4-0,5 м ниже бровки канала. Гидравлический расчет магистрального канала, в соответствии с расчетным расходом воды, начинают с вычисления путем подбора ширины его по дну (b). При этом выбирают такое значение (b), при котором пропускная способность канала (Q_п) равна или приблизительно равна расчетному расходу воды (Q_р).

Рассмотрим следующий пример гидравлического расчета магистрального канала.

Дано: глубина канала - установленная 1,4 м; уклон дна канала i = 0,0029, коэффициент откоса m = 1, коэффициент шероховатости n = 0,03. Расчетный модуль стока летне-паводковых вод 0,40 л/сек га, площадь водосбора F = 3400 га. В этом случае гидравлический расчет показывает, что расчетный расход воды с водосборной площади равен:

Q_р = q_р*F = 0.40*3400 = 1,360 л/сек, или 1,360 м³/сек.

Учитывая, что разбежка величин Q_р и Q_п допускается в границах 5-2%, то в нашем случае необходимо подобрать такое сечение, чтобы его пропускная способность была в границах 1,323-1,428 м³/сек.

Для дальнейшего расчета составляем таблицу 10, в которую входят основные показатели гидравлического расчета.

Таблица 10 - Нахождение ширины магистрального канала по дну

hр	b	щ	ч	R	C	CvR	К0	К
1,0 1,0	0,4 0,5	1,4 1,5	3,22 3,32	0,43 0,45	26,3 26,7	17,17 17,89	27,2 27,2	23,8 26,8

В таблице 10: h_р - рабочая глубина магистрального канала; b - ширина канала по дну; щ - площадь живого сечения; ч - смоченный периметр; R- гидравлический радиус; C - скоростной коэффициент; CvR - модуль скорости; К и К₀ - расходные характеристики.

Рабочая глубина МК определяется по формуле:

h_р = Н - h₁, где

Н - установленная глубина канала, м;

h₁ - расчетное расстояние от зеркала воды до бровки канала (0,4-0,5м).

В нашем случае:

h_р = 1,40м - 0,4м = 1,0м

Ширину канала по дну (b) сначала берем минимальную - 0,4 м. Площадь живого сечения (щ) определяется по формуле:

щ = (b + m h_р) h_р;

при m = 1, щ = (0,4 + 1,0 * 1,0) 1,0 =1,4 м²