Прудовое сооружение

 

Объем воды, который приходится на 1 м³ плотины, вычисляют путем деления объема воды в пруду при НПГ на объем плотины:

224571,7 / 5290,4 = 42,45 м³. 
 
 
 

9. Водосбросное  сооружение

На плане  балки необходимо запроектировать водосбросное сооружение (канал, водослив, водоспуск). Каналы и водосливы устраиваются в коренном берегу балки в обход плотины, на расстоянии от нее не менее 10-15 м., а входные части их (верховье) располагают не ближе 30-40 м. от плотины. Канал у пруда (вход) и внизу у дна балки устраивают с некоторым расширением, чтобы вода протекала тонким слоем, а, следовательно, с меньшей скоростью. При больших скоростях воды дно и откосы канала укрепляют.

Водоспуск в отличие от канала и водослива  устраивают в теле плотины, через  него можно спустить почти всю воду из пруда. Сбросной канал, а также водослив проектируют на противоположной стороне от орошаемой площади.

Максимальный  модуль стока весенних (талых) вод  с 1  га можно определить по формуле  Д. Л. Соколовского:

 л/(c га),

где – среднеарифметическая интенсивность снеготаяния равная 3 мм/ч;

      – коэффициент стока, равный 0,5;

      – коэффициент редукции, равный 0,98 для площадей водосбора 100 га.

Ширину  отверстия входной части водослива приближенно можно определить по формуле затопленного водослива с широким порогом:

, 

где – максимальный расход воды, равный q_max 4,116 м³/с;

      – коэффициент, при закругленном входе, равный 0,92;

      – глубина воды на пороге водослива (1 м);

      – ускорение силы тяжести (9,81 м/с²);

      – превышение уровня воды в водохранилище над входным отверстием (0,1 м).  
 
 

10.   Способ орошения и оросительная система

Дождевальная  машина ДКШ-64 «Волжанка» относится  к среднеструйным машинам. Она состоит  из двух трубопроводов диаметром 150 мм и длиной по 395,8 м, монтируемых из отдельных труб (звеньев) длиной по 12,6 м. На каждом трубопроводе закреплены 54 металлических колеса диаметром по 1,91 м. В среденй части трубопроводов имеются приводные тележка с бензиномоторным двигателем, который вращает приводные колеса. На каждом крыле установлено по 52 среднеструйных аппарата кругового действия. Аппараты оборудуют через 12,6 м устройствами, обеспечивающими вертикальное положение их после перемещения (перекатывания) трубопровода с позиции на позицию. Расход воды аппаратом – 0,9-1,0 л/с при напоре 50-40 м. Дальность отлета струи 17-18 м.

Машина  работает позиционно. Вода может как  от гидрантов на стационарном или  переносном трубопроводе, так и непосредственно  от передвижных насосных станций. Расстояние между гидрантами 18,3 м, но за счет применения вспомогательных трубопроводов оно может быть увеличено. Дождевальные крылья к гидрантам подключают гибкими шлангами. Расчетный расход воды при одновременной работе двух дождевальных крыльев – 62,7 л/с. Средняя интенсивность дождя – 0,256 мм/мин. Время полива участка на одной позиции при поливной норме 300 м²/га – 143 мин. Сменная производительность машины – 2,95 га. Сезонная нагрузка – 51,5 га.

Схема орошения установкой ДКШ – 64

При орошении дождеванием оросительная сеть состоит  из магистрального канала и оросителей. Вода в магистральный канал подается самотеком через трубчатый водовыпуск, уложенный в теле плотины. Его устраивают в коренном берегу на уровне горизонта мертвого объема. Магистральный канал устраивают несколько глубже (ниже) трубы. Его проектируют с небольшим уклоном (0,0002-0,00007) и располагают по наиболее высоким точкам орошаемой площади. Для лучшей подачи воды в оросители уровни воды в магистральном канале должны быть выше поверхности земли на 0,2-0,3 м. Необходимо следить, чтобы уклон поверхности земли по линии канала в среднем был равен уклону дна, т.е. магистральный канал проводят как линию с заданным уклоном.

Оросители, отходя от магистрального канала и при орошении дождеванием проектируются параллельно друг другу Уклоны дна оросителей принимают равными 0,001-0,005. Следовательно, при уклоне поверхности больше 0,005 оросители следует проектировать под острым углом к горизонталям, а при уклоне поверхности меньше 0,005 оросители можно располагать как под острым, так и под прямым углом к горизонталям.

Расстояния  между оросителями принимаются  разными в зависимости от типа дождевальных машин. По возможности оросители проектируют по границам отделений и полей питомника.

11. Продольный профиль магистрального канала

Для построения продольного профиля магистрального канала, начиная от источников орошения, разбивают пикеты через 50-100, иногда и более метров. Номера пикетов записывают в первую (верхнюю) графу профиля. По плану в горизонталях определяют отметки поверхности на каждом пикете.

При самотечном орошении и выводе воды из пруда  через трубу отметку нулевого пикета принимают равной отметке, на которой уложена труба в теле плотины (на уровне ГМО). Магистральный  канал проводят с заданным уклоном, в среднем 0,0005 (в пределах 0,0002-0,0007). Для вычисления отметки пикета 1, или плюсовой точки, заданный уклон умножают на расстояния между ними и полученную величину вычитают из отметки нулевого пикета. Положение точки пикета 1 на плане определяется интерполяцией. Аналогично определяют отметки и точки остальных пикетов. Полученные точки на плане соединяют и получают ось канала. Если горизонтали на плане извилисты, то канал следует спрямить в пределах уклона 0,0002-0,0007. Там, где горизонтали резко изменяют свое направление, делают поворот и магистрального канала. Уточненные отметки пикетов канала записывают в графу 3, затем строят профиль поверхности земли по оси канала. Дальше проектируют дно канала. Дно канала углубляют в грунт на 0,2-0,3 м, линию дна канала показывают на профиле. Расчетный горизонт воды в магистральном канале принимают выше поверхности почвы на 0,2 м, поэтому по обе стороны канала устраивают дамбы. Верх дамбы принимают выше расчетного горизонта воды на 0,2-0,3 м, линия дамб показывается на профиле. Отметки дна канала и верха дамбы определяют по уклону дна. Высоту дамбы вычисляют как разность отметок верха дамбы и поверхности почвы, а глубину выемки как разность отметок поверхности и дна канала.

Продольный  профиль магистрального канала:

1 –  горизонт воды; 2 – дамба; 3 – дно канавы; 4 – поверхность земли. 
 

12. Расчеты поливной  и оросительной  норм

Среднюю поливную норму на 1 га следует вычислять  по формуле

 м³,

где – слой промачивания почвы. Для посевных отделений питомников в среднем равен 0,25 м;

        – объемная масса почвы 1,38 т/ м³;

        – предельная полевая влагоемкость почвы в процентах от массы сухой почвы (12%);

       – влажность почвы до полива, принимается приблизительно равной полуторной или двойной максимальной гигроскопичности почвы (6%).

Оросительную  норму , можно принять

 м³,

где – средняя поливная норма,

   а – число поливов за оросительный сезон (7).

13. Расчеты расходов  на орошение

Площадь F, которую возможно оросить водой из пруда, вычисляется по формуле:

га,

где – объем воды в пруду, запроектированный для орошения, м³;

      – оросительная норма, м³;

      – коэффициент полезного действия оросительной системы равный 0,8;

Потребное количество дождевальных машин определяется с учетом продолжительности полива всей площади питомника и сменной производительности машины.

где – сменная производительность машины, (4,92 га)

      – площадь поливаемых культур, (164,9 га);

      – время одного полива в сутках (1);

      – количество рабочих смен в сутки.

Расход  воды на орошение определяется в зависимости  от расхода количества одновременно работающих дождевальных машин:

 м³/с,

где – расход дождевальной машины, м³/с.

Для определения  расчетного расхода в голове канала надо еще учесть потери воды в каналах (на фильтрацию, испарение, сброс и  т.д.), поэтому

     м³/с,

где – коэффициент полезного действия оросительной системы равный 0,8 
 

14. Поперечный профиль  магистрального канала

На расчетный расход подбирают размеры поперечного сечения канала, а именно: ширину по дну b и глубину воды h. Величина b для каналов с расходами меньше 1 м³/с принимается от 0,5 до 1 м и для каналов с расходом больше 1 м³/с – от 1,0 до 1,5 м. Ниже приводится соотношение, которое рекомендуется принимать между b и h:

 

Поперечный  профиль магистрального канала вычеркивается  для одного из пикетов в середине канала в масштабе 1:10 или 1:20. Коэффициенты откосов принимаются согласно таблице:

 

Ширина дамбы по верху принимается равной 0,5-0,6 м, бровки дамб должны быть выше расчетного горизонта воды в канале на 0,2-0,3 м. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

15. Смета.

Стоимость устройства плотины, водосбросного  сооружения и оросительной сети (общую и на 1 га) определить по укрупненным показателям по таблице:

Сводная ведомость затрат на устройство плотины  водосбросного сооружения и оросительной сети

 

Стоимость 1 м³ воды в водохранилище равна общей стоимости плотины, водосбросного сооружения и моста, деленной на общий объем воды в пруду. 
 

Заключение

В курсовой работе выполнено проектирование специального гидротехнического сооружения для проведения мероприятий по искусственному пополнению запаса воды в почве с помощью регулирования временных водотоков.

В ходе проектирования были вычислены все  необходимые параметры: мертвый  объем, объем воды в пруду, орошение питомника и сада, а также правильность места выбора под строительство плотины.

Был произведен расчет элементов земляной плотины, расчет ее высоты –  Н_пл = 5,6 м. Плотина, перегораживающая водоток, создает условия для удобного сообщения между их берегами, поэтому по гребню плотины проектируем пешеходную дорогу шириной 3 м. Устойчивость откосов плотины зависит от крутизны и высоты, а также физико-механических свойств грунта (суглинок). Ширина основания плотины зависит от высоты плотины и коэффициентов заложения откосов – 26,2 м. Для фильтрации воды в плотине создается замок в форме равнобокой трапеции.

Над гребнем  плотины показана подсыпка грунта на осадку плотины (10% от высоты плотины). При глухих земляных плотинах устраивают водопропускные сооружения. Водосброс с подводящим каналом состоит из водослива, водоподводящего канала и сбросного сооружения.

После проведения детальных расчетов были вычислены объем земляной насыпи и перенос проекта на местность  вместе с сопутствующими сооружениями. Объем насыпи плотины (W) составляет 5290,4 м³, по данным результатам составляется графическое изображение.

Был определен  объем воды на орошение (W_о) – 191142,8 м³.

Участок обеспечивается мероприятия по подаче воды, т.е. оборудован дождевальными  установками (марка дождевальной машины – ДКШ-64).

В конце  рассчитывается общая стоимость  устройства плотины, водосборного сооружения, оросительной сети и дождевальных машин.

Общая стоимость затрат на строительство  плотины                              тыс. руб. 
 
 
 

Список  использованной литературы

1. Андрющенко П. Ф., Дюков А. Н., Михин В. И. Гидротехнические мелиорации: метод. указания к курсовой работе и контрольные задания для студентов заочного обучения специальностей 250201 – Лесное хозяйство, 250203 – Садово-парковое и ландшафтное строительство. – ВГЛТА. – Воронеж, 2009 – 80 с.